شبیه سازی رواناب رودخانه با استفاده از مدل WetSpa در حوضه آبریز قورچای (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در یک حوضه از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. برآورد بارش- رواناب با مدل های هیدرولوژیکی توزیعی و با استفاده از تکنیک سامانه اطلاعات جغرافیایی به صورت گسترده امکان پذیر، کاربردی و متداول شده است. مدل وتسپا یک مدل شبکه ای و توزیعی شبیه سازی رواناب و بیلان آبی است که در پایه زمانی متفاوت ساعتی یا روزانه اجرا می شود. در این تحقیق اقدام به شبیه سازی جریان با استفاده از مدل وتسپا در حوضه آبریز قورچای شده است. این حوضه (به عنوان یکی از زیرحوضه های گرگانرود) با مساحت 254 کیلومتر مربع در جنوب شهرستان رامیان در استان گلستان قرار دارد. داده های مورد استفاده مدل وتسپا نقشه های کاربری اراضی، بافت خاک، مدل رقومی ارتفاعی، داده های بارش، تبخیر، دما و دبی جریان (برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل) می باشد. پس از آماده سازی داده های مورد نیاز مدل اجرا و واسنجی 11 پارامتر با دو روش دستی و خودکار برای 7 سال ابتدای دوره ی آماری و اعتبارسنجی مدل برای دوره 5 سال انجام شد. نتایج ارزیابی مدل، صحت شبیه سازی دبی جریان و تطابق بسیار خوب بین داده های شبیه سازی شده و مشاهداتی را براساس معیار نش- ساتکلیف 21/67 درصد در دوره ی واسنجی و 34/76 درصد در دوره اعتبارسنجی نشان می دهد. همچنین ضریب رواناب محاسبه شده توسط مدل وتسپا برای کل حوضه 31/28درصد بوده که در مقایسه با ضریب رواناب مشاهداتی12/30 درصد نشان دهنده ی شبیه سازی خوب مدل است. نتایج نشان می دهد مدل در وضعیت و شرایط واقعی مکانی بر اساس 3 نقشه توپوگرافی، کاربری و نوع خاک قادر به در نظر گرفتن بارش، رطوبت پیشین و فرآیندهای تولید رواناب می باشد که باعث می شود مدل مقادیر جریان های زیاد و روند هیدرولوژیکی عمومی را به خوبی به دست آورد.River Flow Simulation in the Ghorichay Watershed using the Wetspa Model
Simulation of the rainfall-runoff process in a watershed is highly important from the point of view of hydrological issues, water resources management, river engineering, flood control structures and its storage. Rainfall-runoff estimation using a distributed hydrological model and the technique of GIS has become possible, practical and common. The Wetspa model is a distributed model simulating runoff and water balance that is performed at different time scales including hourly or daily basis. In this research, the discharge is simulated using Wetspa model in the Ghorichay watershed. This watershed (as one of the sub-watersheds of Gorganrood) with an area of 2481.5 ha is located in the south of Ramian city in Golestan province. The data used by the model are land use maps, soil texture, digital elevation model, precipitation, evaporation, temperature and discharge (for calibration and validation of the model). Calibration of 13 parameters was performed manually and automatically for 7 years at the beginning of the statistical period and model validation was performed for a period of 5 years. The results of the model evaluation show the accuracy of discharge simulation and very good agreement between the simulated data and observations based on the Nash-Sutcliffe criterion of 67.21% in the calibration period and 76.34% in the validation period. Also, the discharge calculated by the Wetspa model for the whole watershed was 28.31%, which in comparison with the observed discharge of 30.12% indicates a good simulation of the model.
تبلیغات
