آمار
| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شماره‌ها | 1,406 |
| تعداد مقالات | 17,246 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,712,114 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,893,027 |
شبیهسازی رواناب در حوضه آبخیز مهاباد با استفاده از مدلSWAT | ||
| دانش آب و خاک | ||
| مقاله 7، دوره 32، شماره 3، مهر 1401، صفحه 91-101 اصل مقاله (654.94 K) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ws.2021.39181.2346 | ||
| نویسندگان | ||
| پریسا صدیقی1؛ سینا بشارت* 2؛ وحید رضاوردی نژاد3؛ ابوالفضل ناصری4 | ||
| 1دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه | ||
| 2دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه | ||
| 3استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه | ||
| 4دانشیار مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی تبریز | ||
| چکیده | ||
| اندازهگیری شدت رواناب، به دلیل محدودیت‌های مالی و زمانی و شرایط سخت فیزیکی، همواره دشوار بوده است. برای مقابله با این مشکلات استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی بسیار رایج می‌باشد، که امروزه بسیار توسعه یافته‌اند. شبیهسازی بهتر فرآیندهای هیدرولوژیکی مستلزم این است که دادههای ورودی مدلهای هیدرولوژیکی بتوانند به‌خوبی شرایط واقعی حوضه آبریز را بیان کنند. هدف از این پژوهش مقایسه کارایی مدل SWAT در شبیهسازی رواناب حوضه آبریز مهاباد در استان آذربایجان غربی است. واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از مدل SUFI-2 انجام پذیرفت. آمار رواناب سه ایستگاه هیدرومتری برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل به کاربرده شد. مدل با استفاده از دادههای دما و بارش روزانه به مدت 17 سال اجرا شد. سالهای (2009-1999) برای واسنجی و سالهای (2012-2010) برای اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. از شاخص‌های عدم قطعیت (p-factor،d-factor ) ضریب تبیین (R2) و نش ساتکلیف(NS) به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیهسازی رواناب سه ایستگاه استفاده گردید. نتایج این شبیه‌سازی‌ها برای واسنجی خروجی حوضه (ایستگاه گردیعقوب) به ترتیب 84/0، 3/1، 71/0 و 70/0 و برای اعتبارسنجی این شاخص ها برابر 90/0، 85/0، 48/0 و 50/0 بود، همچنین این نتایج برای ورودی حوضه در مرحله واسنجی برای بیطاس به ترتیب برابر 97/0، 89/0، 70/0، 79/0 و برای اعتبارسنجی 78/0، 98/0، 62/0 و 65/0 بود و برای ایستگاه کوتر در مرحله واسنجی برابر 1/1، 86/0، 68/0 و 84/0 و برای اعتبار سنجی برابر 82/0، 1، 65/0 و 6/0 بوده است. نتایج کلی شبیهسازی نشان داد که مدل SWAT می‌تواند ابزار مناسبی در رابطه با شبیهسازی رواناب باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اعتبارسنجی؛ حوضه مهاباد؛ رواناب؛ مدل SWAT؛ مدل SUFI_2 | ||
| اصل مقاله | ||
|
اغلب آبخیزهای ایران، بهویژه آبخیزهای کوهستانی، فاقد ایستگاههای اندازهگیری، بهمیزان مورد نیاز است. از آنجا که از آمار و اطلاعات این ایستگاهها در بخشهای مختلف مدیریت آبخیز استفاده میشود، شبیهسازی پدیدههای هیدرولوژی آبخیزها راهحل بهینهای برای این مشکل است (رستمیان 2006). مدلهای زیادی برای شرح و پیشبینی هیدرولوژی حوضههای آبخیز پیشنهاد شده که، از نظر اهداف، مقیاس زمانی و مکانی، بسیار متفاوتاند. تفاوت شرایط و اطلاعات ناقص و نامناسب باعث میشود اعتبار مدل و اثبات تطابق آن با واقعیت امری دشوار و نسبی شود و بیان اینکه مدلی دقیقا بیانگر واقعیت است غیرممکن گردد (عباسپور و همکاران 2007). ﺑـﺎ ﺍﻳـﻦ ﻭﺟـﻮﺩ ﻭﺍﺳـﻨﺠﻲ ﻣﺪﻝﻫﺎﻱ ﻣﻔﻬﻮﻣﻲﻛﻪ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺣﻞ ﻣﺴﺄﻟﻪ ﺑﻬﻴﻨﻪﺳﺎﺯﻱ ﺍﺯ ﻃﺮﻳـﻖ ﻣﺪﻝﺳﺎﺯﻱ ﻣﻌﻜﻮﺱ ﺍﺳﺖ، ﺩﺭ ﺩﻫﻪﻫﺎﻱ ﺍﺧﻴﺮ ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻳﻚ ﭼﺎﻟﺶ ﻣﻄﺮﺡ ﺑﻮﺩﻩ ﺍﺳﺖ (رفاهی 2003). ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝﻫﺎ ﺍﺯ ﺗﻌﺪﺍﺩﻱ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮ ﺑﺮﺧﻮﺭﺩﺍﺭﻧﺪ ﻛﻪ ﭼﻜﻴﺪﻩﺍﻱ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻲﻫﺎﻱ ﺣﻮﺿﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻭ ﺍﻏﻠﺐ ﺍﻳﻦ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻲ ﻫﺎﻱ ﺣﻮﺿـﻪ ﺑـﻪﺩﺳـﺖ ﻧﻤـﻲﺁﻳﻨـﺪ ﻭ ﻻﺯﻡ ﺍﺳـﺖ ﺍﺯ ﺭﺍﻩ ﻭﺍﺳﻨﺠﻲ ﻣﺪﻝ ﺑﺮﺁﻭﺭﺩ ﺷﻮﻧﺪ (نیتچ و همکاران 2003) . نخستین بار اگلیسون (1986) نیاز به مدلهای هیدرولوژیکی بزرگ مقیاس را بیان کرد. این مدل ها علاوه بر اینکه در حوضه های آبخیز با وسعت زیاد کاربرد بسیار مناسبی دارند در سطح حوضههای مطالعاتی (حوضة کوچک مقیاس) نیز قابلیت خوبی دارند (آرنل و همکاران 1999). مدل SWAT یکی از مدلهایی است که در کشورهای مختلف محققان از آن در زمینههای مختلف هیدرولوژی و مدیریت آبخیز استفاده کرده اند، از جمله (هیمانشو و همکاران 2017) به مطالعه رواناب و رسوب حوضهها پرداختهاند. در سالهای گذشته از مدل SWAT در مدیریت حوضههای آبخیز ایران استفاده شده است. مانند حوضه آبخیز اهرچایی در استان تبریز (عطفی 2014) و حوضه آبخیز هراز در استان مازندران (گلشن 2013). در حوضة آبخیز اهرچای ( عطفی 2014)، مقادیر مولفـه هـای OV-N بـین 1 تـا 6 و Sol -K بـین 05/0 تـا 2/2 بـرای شبیه سازی رسوب به دست آمد که به مقادیر بهینة مرلفههای حوضة آبخیز هراز نزدیک است. گلشن و همکاران (2013) کارایی الگـوی SWAT در شـبیه سـازی دبـی جریان حوضة آبخیز چلاو واقع در حوضة آبخیز هراز را ارزیابی کردند؛ ضرایب R2 و NS به ترتیب 68/0 و 55/0 به دسـت آمد که نشان دهندة قابلیت این الگو برای شبیه سازی رواناب در حوضههای کوچک است. الانصـاری و همکاران (2013) با استفاده از الگوی SWAT مقدار بار رسوب و دبی واردشده از ساحل سمت چپ سد موصـل را بـرای دورة آماری 1988 تا 2008 بررسی کردند، نتایج نشان داد که متوسط جریان آب و بـار رسـوب سـالانه بـه ترتیـب 8/13 میلیون مترمکعب و 702 میلیون مترمکعب است که با دادههـای مشـاهداتی مطابقـت داشـت. ون گرینسـون و همکـاران (2013) با استفاده از الگوی SWAT مقدار بار رسوب را در شـاخة اصـلی و فرعـی رودخانـة سـامبیای تانزانیا برآورد کردند. جبرمیکائل و همکاران (2013) در پژوهشی مقدار جریان رواناب و بار رسوب را در بالادست حوضـة نیل آبی بررسی کردند که نتایج رضایت بخش ارزیابی شد. با توجه به تحقیقات انجام گرفته در اکثر نقاط دنیا در استفاده از مدل نیمه توزیعی SWAT ، کارایی آن به صورت زمانی و مکانی در حوضه بررسی شده است. این تحقیقات در شرایط مختلف حوضه مورد ارزیابی قرار گرفته است. ولی در تحقیقات محدودی، دادههای ناقص ایستگاههای هیدرومتری، تاثیر مخزن و تغییرات کاربری اراضی مورد استفاده قرار گرفته است. در ضمن می توان گفت که هر کدام از حوضه های استفاده شده در تحقیقات به صورت کامل رفتاری متفاوت از همدیگر دارند. هدف از این تحقیق بررسی کارایی مدل SWAT در شبیهسازی دبی ماهانه جریان خروجی حوضه مهاباد بوده است. دلیل انتخاب مدل SWAT در این حوضه، مشکل بودن اندازهگیری مستقیم بسیاری از پارامترها و کمبود ایستگاههای هیدرومتری بوده است. | ||
| مراجع | ||
|
Abbaspour KC, Yang J, Maximov I, Siber R, Bogner K, Mieleitner J, Zobrist J and Srinivasan R, 2007. Modelling hydrology and water quality in Thepre-Alpine/Alpine Thur watershed using SWAT. Journal of Hydrology 333:413–430.
Al-Ansari N, Ezz-Aldeen M and Knutsson S, 2013. Application of swat model to estimate the sediment load from the left bank of Mosul Dam. Advanced Science and Engineering Research 3:47-61.
Arnell NW, 1999. Water balance model for the simulation of stream flow over a large geographic domain. Journal of Hydrology 3:314-335.
Arnold JG, Muttiah RS, Srinivasan R and Allen PM, 2009. Regional estimation of base flow and groundwater recharge in the Upper Mississippi river basin. Journal of Hydrology 227:21-40.
Atfi Gh, 2014. Flow and sediment yield prediction using SWAT model and ArcGIS in Ahar chai. Pp. 60-200, M.Sc. Thesis, University of Ardabil, Mohaghegh Ardabili.
Gebremicael TG, Mohamed YA, Betrie GD, van der Zaag P and Teferi E, 2013. Trend analysis of runoff and sediment fluxes in the Upper Blue Nile basin: A combined analysis of statistical tests. Physically- based models and land use maps. Hydrology 482:57-68.
Golshan M, 2013. Flow and sediment yield prediction using SWAT model in Haraz watershed, Mazandaran Province, M.Sc. Thesis, University of Sari, Agriculture Science and Natural Resources.
Himanshu SK, Pandey A and Shrestha P, 2017. Application of SWAT in an Indian river basin for modeling runoff, sediment and water balance. Environmental Earth Sciences 17:76:99.
Neitch SL, Arnold JG, Kiniry J and Williams JR, 2003. Soil and Water Assessment Tool, User’s Manual, Version, 2000.
Noreika N, Li T, Zumr D, Krasa J, Dostal T and Srinivasan R, 2020. Farm-scale biofuel crop adoption and its effects on in-basin water balance. Sustainability 12:105-96.
Refahi H, 2003. Water Erosion and Conservation, University of Tehran Press.
Rostamian R, 2006. Assessment of runoff and sediment in Beheshtabad watershed, Northern Karun by SWAT 2000. M.Sc. Thesis. Irrigation and Drainage Faculty, Isfahan University of Technology.
Salmani H, Rostamikhalaj M, Mohseni Saravi R and Salajeghe A, 2010. Optimization of affect parameter on runoff-precipitation in SWAT model (case study: Ghazaghely Watershed of Golestan Province). Quarterly Natural Ecosystemsofiran. l3:85-100.
Sao D, Kato T, Tu LH, Thouk P, Fitriyah A and Oeurng Ch, 2020. Evaluation of different objective functions used in the SUFI-2 calibration process of SWAT-CUP on water balance analysis: A Case Study of the Pursat River Basin, Cambodia. Water 12:1-22.
Van-Griensven A, Popescu I, Abdelhamid MR, Ndomba P and Beevers L, 2013. Comparison of sediment transport computations using hydrodynamic versus hydrologic models in the Simiyu River in Tanzania. Physics and Chemistry of the Earth 61:12–21.
Wang X and Melesse A, 2005. Evaluation of the SWAT models snowmelt hydrology in a northwestern Minnesota watershed. Transactions of the ASABE 48:1359-1376. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 730 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 394 |
||