شبیه سازی جریان رودخانه با استفاده از مدل هیدرولوژیکی – توزیعی WetSpa در حوزه آبخیز اترک

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• زهرا نامقی ¹
• عبدالرضا بهره مند ¹
• مجید اونق ¹
• علی گلکاریان ²

¹ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

² دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.23037

چکیده

شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در حوزه آبخیز از نقطه نظر درک بهتر مسائل هیدرولوژیکی، پیش بینی جریان، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. بدین منظور در این تحقیق شبیه سازی جریان رودخانه و برآورد رواناب سطحی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی- توزیعی WetSpa صورت گرفت. در مدل WetSpa رواناب حوزه با استفاده از مدل انتقال موج پخشی مبتنی بر شیب، سرعت جریان و ویژگی های توزیعی در طول مسیرهای جریان روندیابی می شود. حوزه آبخیز اترک با مساحتی حدود 11639 کیلومترمربع یکی از حوزه‌های بزرگ شمال ایران بوده و بارش متوسط سالانه آن تقریبا 283 میلیمتر می باشد. داده های هواشناسی سال های 1383 تا 1390 شامل بارش از 25 ایستگاه، دما و تبخیر اندازه گیری شده از 5 ایستگاه به عنوان داده های ورودی مدل استفاده شد. برای اجرای مدل سه نقشه پایه شامل مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی و تیپ خاک با ابعاد سلولی 100متر تهیه شدند. نتایج شبیه سازی تطابق نسبتا خوبی بین هیدروگراف های محاسبه شده و اندازه‌گیری شده در خروجی حوزه نشان داد. مدل بر اساس معیار ناش- ساتکلیف، هیدروگراف های روزانه را با دقتی بیش از 60 و 53 درصد به ترتیب برای دوره های واسنجی و ارزیابی و بر اساس معیار تطبیق داده شده ناش- ساتکلیف، دبی های حداکثر را با دقت 77درصد برآورد می کند. با توجه به خروجی مدل و فاکتورهای هیدرولوژیکی با توزیع مکانی در هر گام زمانی مدل قابلیت آنالیز اثرات توپوگرافی، بافت خاک و کاربری اراضی در رفتار هیدرولوژیکی حوزه را دارد.

کلیدواژه‌ها

• شبیه سازی جریان
• واسنجی
• ارزیابی
• WetSpa
• رودخانه اترک

20.1001.1.20084757.1392.27.5.19.6

عنوان مقاله [English]

River Flow Simulation Using Distributed Hydrological Model WetSpa in Atrak Watershed

نویسنده [English]

• zahra nameghi ¹

¹

²

چکیده [English]

Simulation of rainfall-runoff process in the watershed has a significant importance from various points of view, such as better understanding of hydrological issues, water resources management, river engineering, flood control structures and flood storage. Therefore in this study, the river flow and surface runoff are simulated using the distributed hydrological model, WetSpa. In the WetSpa model runoff process of the basin is simulated using diffusive wave approximation method based on gradient, flow rate and distributed features along the flow routes. Atrak watershed with about 11639 km2 area is one of the largest watersheds of Iran and average annual precipitation is about 283mm. Meteorological data from 1383 to 1390 consisting of rainfall in 25 stations, temperature and evaporation measurements in 5 stations were used as model input data. To run the model three base maps including DEM, land use and soil type with cell size of 100m were provided. Simulation results show a relatively good agreement between calculated hydrographs and measurements at the basin outlet. The model estimates daily hydrographs, with an accuracy of over 60% and 53% based on Nash-Sutcliff criterion, for calibration and validation periods, respectively. And based on Nash-Sutcliff criterion adapted for the maximum flow rate, the model accuracy was evaluated as 77%. According to model output and hydrological factors with spatial distribution at each time step, the model has the ability to analyze topographic effects, soil texture and land use in hydrological behavior of basin.

کلیدواژه‌ها [English]

• Flow simulation
• Calibration
• Validation
• WetSpa
• Atrak river