حفاظت منابع آب و خاک (علمی - پژوهشی)
,
شماره49,سال
13
,
بهار
1402
زمینه و هدف: کاربرد مدلهای هیدرولوژیکی در حوزههای آبریز همواره مورد توجه محققین منابع آب بوده است. مدلهای شبیهسازی هیدرولوژیکی ابزارهای ارزشمندی برای بررسی موضوعات چالش برانگیز مرتبط با مدیریت حوزه آبریز همچون اثر تغییر اقلیم بر منابع آب و تأثیر شهرسازی بر سیلاب ها چکیده کامل
زمینه و هدف: کاربرد مدلهای هیدرولوژیکی در حوزههای آبریز همواره مورد توجه محققین منابع آب بوده است. مدلهای شبیهسازی هیدرولوژیکی ابزارهای ارزشمندی برای بررسی موضوعات چالش برانگیز مرتبط با مدیریت حوزه آبریز همچون اثر تغییر اقلیم بر منابع آب و تأثیر شهرسازی بر سیلاب ها و خشکسالیها هستند. مدل هیدرولوژیکی توزیعی مکانی WetSpa برای شبیهسازی جریان رودخانه در مقیاس حوزه بهکار برده میشود. این مدل جهت پیشبینی هیدروگرافها و پارامترهای هیدرولوژیکی توزیعی- مکانی حوزه از نقشههای توپوگرافی، کاربری اراضی، نقشه خاک و سری زمانی روزانه هواشناسی (بارندگی، تبخیر و درجه حرارت) مشاهده شده استفاده میکند. در این مقاله از مدل شیءگرا، مدولار و فرآیندمحور WetSpa که بر اساس رویکرد مدل سازی انعطاف پذیر تهیه شده، جهت شبیه سازی هیدروگراف روزانه در حوزه خرمآباد استفاده شده است.روش پژوهش: ورودی های مدل شامل نقشههای رقومی ارتفاع، تیپ خاک، کاربری اراضی و سریهای زمانی بارش، دما و تبخیر و تعرق پتانسیل است که از آمار 6 ایستگاه هواشناسی در یک دوره ده ساله (سال آبی 85-84 تا 94-93) استفاده گردید. پس از آمادهسازی ورودی های مدل، در ابتدا نقشه های پارامترهای توزیعی به وسیله مؤلفه پیش پردازش GIS مدل، به طور خودکار به قالب map تولید میشوند. پس از آن، واسنجی مدل با استفاده از یک دوره آماری 5 ساله (سال آبی 85-84 تا 89-88) از دادههای بارش، دما و تبخیر و تعرق پتانسیل انجام شد. مدل جهت استفاده از داده های بارش، دما و تبخیر از پلیگون های تیسن استفاده میکند. بدین منظور از دبی های روزانه ایستگاه هیدرومتری چمانجیر واقع در خروجی حوزه آبریز مورد مطالعه استفاده گردید. واسنجی مدل با تعیین مقادیر 11 پارامتر عمومی (کلی) مدل به صورت دستی صورت گرفت، بهنحوی که بهترین انطباق بین هیدروگراف شبیه سازی و مشاهده-ای به دست آید. در نهایت اعتبارسنجی مدل براساس یک دوره آماری 5 ساله (سال آبی 89-88 تا 94-93) و مقادیر پارمترهای عمومی (کلی) به دست آمده در مرحله واسنجی انجام شد.یافتهها: نقشههای پارامترهای توزیعی تولید شده که بعد از آمادهسازی ورودیهای مدل تولید میشدند نشان داد که متوسط ضریب رواناب پتانسیل حوزه 63 درصد و زمان تمرکز حوزه 17 ساعت می باشد. در ادامه طبق11پارامتر کلی که نماد و دامنه تغییرات آن ها در جدول (3) مشخص شدهاند، مقادیر پارامترهای کلی مدل در مرحله واسنجی به دست آمد. مقایسه هیدروگراف شبیه سازی شده توسط مدل و هیدروگراف مشاهده ای در مرحله واسنجی نشان داد که بهترین انطباق بین داده های مشاهده ای و شبیهسازی شده با ضریب همبستگی 39/0 ایجاد شده است. اعتبارسنجی مدل نیز براساس دوره آماری 5 ساله (سال آبی 89-88 تا 94-93) و مقادیر پارامترهای کلی به دست آمد. فایلهای خروجی مدل نشان داد که در دوره واسنجی 15/26 درصد از بارش تبدیل به رواناب میشود. در دوره اعتبارسنجی سهم کل رواناب از بارش برابر 42/26 درصد بدست آمد. همچنین نتایج شبیهسازی مدل، نسبت تبخیر به بارش را در دورههای واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 18/57 و 20/69 درصد را نشان میدهد. نتایج ارزیابی مدل بر اساس شاخص کلینگ-گوپتا (KGE) نیز، مقدار 68/0 برای دوره واسنجی و 74/0 را برای دوره اعتبارسنجی نشان می دهد.نتایج: در این مقاله به بررسی کارایی مدل WetSpa بهمنظور شبیه سازی جریان روزانه رودخانه خرمآباد در محل ایستگاه هیدرومتری چمانجیر پرداخته شد. با توجه به نتایج بهدست آمده از این تحقیق میتوان گفت که مدل توزیع مکانی Wetspa توانایی شبیهسازی رفتار هیدرولوژیکی حوزه را با دقت قابل قبولی دارد. مقایسه گرافیکی هیدروگرافهای محاسبهای و مشاهدهای برای دوره واسنجی و ارزیابی نیز نشان دهنده تطابق نسبتاً خوبی بین دو هیدروگراف میباشد. بررسی نتایج حاصل از محاسبه مؤلفههای بیلان آبی توسط مدل نشان می دهد که جریان خروجی در دوره واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 15/26 و 42/26 درصد از کل بارش را به خود اختصاص داده است که با توجه به کاربری عمده کوهستان و مرتع در حوزه آبریز منطقی به نظر میرسد.
پرونده مقاله
سکوی نشر دانش
سند یا سکوی نشر دانش ،سامانه ای جهت مدیریت حوزه علمی و پژوهشی نشریات دانشگاه آزاد می باشد