The flow hydrograph modeling using GIS and distributed hyrdological model, in Dinvar Watershed, Karkheh, Iran

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

مریم آذین‏ مهر ¹ , عبدالرضا بهره‏ مند ² , آتنا کبیر ³

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
2 - گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
3 - دانش آموخته دکتری، گروه آبخیزداری، واحد علوم تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1393/09/23 تاریخ پذیرش : 1394/02/16 تاریخ انتشار : 1394/03/11

کلید واژه: simulation, GIS, Flow hydrograph, Karkheh River, WetSpa, هیدروگراف جریان, پیش&rlm, بینی, رودخانه کرخه, GIS و WetSpa,

چکیده مقاله :

In this paper, the modeling is based on division of the catchment into a grid mesh. Each cell has a unique response function independent of the functioning of other cells Summation of the flow responses from the cells, result the flow hydrograph from this area basin.A method is presented to simulation the flow hydrograph within a river basin using the hydrological model WetSpa. WetSpa is a GIS-based distributed hydrological model, which operates on catchment scale and developed for flood prediction and watershed management. The model is physically based and simulates hydrological processes of precipitation, snowmelt, interception, depression, surface runoff, infiltration, evapotranspiration, percolation, interflow, groundwater flow, etc. continuously both in time and space, for which the water and energy balance are maintained on each raster cell. The model combines topography, landuse and soil maps, and observed daily meteorological time series to predict discharge hydrographs and the spatial distribution of hydrological parameters in the catchment. The digital maps of topography, land use and soil type are 3 base maps used in the model in GIS form using 100×100m cell size. The model was applied on the Dinvar Watershed in the Karkheh river basin of Kermanshah, with 72 months of meteo-hydrological measurements. Results of the simulations show a good agreement between calculated and measured hydrographs at the outlet of the basin. The model predicts the daily hydrographs with a good accuracy, between 66% during the calibration according to the Nash-Sutcliff criteria and 72% during validation period by Kling-Gupta Efficiency.

چکیده انگلیسی:

در این مقاله اساس مدل‏ سازی در حوزه بصورت تقسیم‏‏ بندی آن بصورت شبکه‏ ای می ‏باشد، به ­طوری که هر سلول یک تابع پاسخ مستقل و منحصر به­ فردی نسبت به سایر سلول‏ ها دارد. از مجموع پاسخ‏ های جریان سلول‏ ها، هیدروگراف جریان از سطح حوزه حاصل می ‏شود. روش ارائه شده، پیش ‏بینی هیدروگراف جریان حوزه رودخانه با استفاده از مدل هیدرولوژیکی WetSpa است. WetSpa یک مدل هیدرولوژیکی- توزیعی بر پایه GIS می‏باشد که در مقیاس حوزه عمل کرده و برای پیش‏ بینی سیلاب و مدیریت حوزه آبخیز توسعه یافته است. مدل فیزیکی بوده و قادراست فرایندهای هیدرولوژیکی بارش، ذوب برف، ذخیره برگابی، ذخیره چالابی، رواناب سطحی، نفوذپذیری، تبخیر و تعرق، نفوذ عمقی، جریان زیر سطحی، جریان آب زیر زمینی و... را به طور پیوسته در زمان و مکان شبیه ‏سازی نموده و تعادل آب و انرژی را در هر سلول رستری برقرار نماید. مدل از لایه های توپوگرافی، کاربری و خاک و همچنین آمار هواشناسی روزانه برای پیش‏ بینی هیدروگراف ‏های سیل و توزیع مکانی پارامترهای هیدرولوژیکی حوزه استفاده می ‏نماید. نقشه‏ های رقومی توپوگرافی، کاربری اراضی و بافت خاک سه نقشه اصلی مدل بوده که در قالب GIS و با ابعاد سلولی100 ×100 متر به مدل وارد شدند. مدل با 76 ماه آمار هیدرومتئورولوژیکی اندازه‏گیری شده در حوزه دینور کرخه در کرمانشاه به کار برده شد. نتایج شبیه‏ سازی حاکی از تطابق خوب بین هیدروگراف ‏های شبیه‏ سازی و مشاهده‏ای است به طوریکه مدل قادر است هیدروگراف ‏های روزانه را با دقت خوب و بر اساس معیار ناش-ساتکلیف دوره واسنجی و کلینگ- گوپتا دوره اعتبارسنجی به ترتیب 66  درصد و 72 درصد پیش ‏بینی نماید.