شبیه‌سازی جریان ماهانه رودخانه اترک با استفاده از مدل SWAT، مطالعه موردی: حوزه آبخیز مراوه‌تپه استان گلستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی مازندران

2 کارشناس ارشد

چکیده

حیات بشر، شاهد حوادث مختلف هیدرولوژیکی نظیر سیل، کمبود آب، خشکسالی، آلودگی­‌های کیفی آب، وقوع بهمن و غیره بوده است که دامنه خطر آن­‌ها تابع رفتار متغیرهای هیدرولوژیکی و خصوصیات حوزه‌های آبخیز است. فقدان آمار و اطلاعات یا کافی نبودن آمار درست و مناسب سبب شده است تا بررسی و شناخت رفتار متغیرهای هیدرولوژیکی و خصوصیات حوزه‌های آبخیز با دقت قابل قبولی صورت نگیرد. در این رابطه، مدل­‌هایی هستند که قادرند رفتار و خصوصیات حوضه را تقلید نموده و مقادیر رواناب و رسوب و سایر مؤلفه‌های بیلان حوزه را برآورد و یا شبیه‌­سازی نمایند. یکی از مدل­‌های هیدرولوژیکی مهم مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) می­‌باشد. در تحقیق حاضر، شبیه‌سازی جریان رودخانه اترک، با استفاده از این مدل و بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده در آبخیز مراوه‌­تپه استان گلستان به­‌صورت ماهانه انجام شد. اطلاعات مورد نیاز برای این تحقیق شامل نقشه‌های توپوگرافی، کاربری اراضی و اطلاعات خاکشناسی و همچنین، اطلاعات آب و هوا شامل داده‌های روزانه بارش، دما، رطوبت نسبی و رواناب جریان تهیه شد. به­‌منظور مشخص کردن عوامل مهم و حساس مدل، تحلیل حساسیت مدل با استفاده از روش "هر بار یک عامل" (OAT) انجام شد. بر اساس نتایج در این مرحله، عوامل شماره منحنی، هدایت هیدرولیکی کانال، ضریب تاخیر رواناب سطحی، ثابت تخلیه آب زیرزمینی و عامل جبران تبخیر در خاک در بخش‌های مختلف بیشترین تاثیر را داشتند. واسنجی و اعتبارسنجی مدل با استفاده از برنامه SUFI2 به‌­ترتیب برای سال­‌های 1994 تا 1999 و 2000 تا 2008 صورت پذیرفت. دقت شبیه‌سازی با استفاده از شاخص‌های ارزیابی نش-ساتکلیف و ضریب تبیین در دوره واسنجی به‌­ترتیب 0.54 و 0.54 و در دوره اعتبارسنجی به­‌ترتیب 0.46 و 0.46 برآورد شد که کارایی مدل SWAT را در برآورد رواناب را با مطلوبیت نسبتاً خوبی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Atrak River monthly discharge using SWAT model, Case study: Maraveh Tappeh watershed, Gholestan province

نویسندگان [English]

  • Shabanali Gholami 1
  • Masoumeh Nasiri 2
1 Assistant Professor, Agricultural and Natural Resources Research Center, Mazandaran, Iran
2 MSc
چکیده [English]

Human life is affected by different hydrological events such as floods, water storage, droughts, water pollutions, avalanche and etc. that the risk range of these events depends on the behavior of hydrological variables and watersheds characteristics. Lack of correct data and information or inadequate correct data is the important factor affects on regognition of the behavior of hydrological variables and watershed charactristics. In this regard, there are different models which could follow watershed characteristics and estimate or simulate runoff and sediment load and other water balance factors in watershed. SWAT model is one of the important hydrological models. In this research, Atrak River monthly runoff was simulated using this model based on collected data in Maraveh Tappeh watershed, Gholestan province, Iran. Required information such as topography, land use, pedologyand also, hydrological and meteorological data such as daily rainfall, temperature, relative humidity and runoff have been collected. To determine important and sensitive parameters, sensitivity analysis has been performed using one parameter at a time (OAT) method. The results indicated that curve number, channel hydraulic conductivity, surface runoff lag coefficient, base flow alpha factor and soil evaporation compensation factor have the most influence on different parts of water balance. Calibration and validation of the model were performed using the SUFI2 algorithm for the periods of 1994 to 1999 and 2000 to 2008, respectively The simulation accuracy using Nash-Sutcliffe and coefficient of determination were 0.54 and 0.54 for the calibration period and 0.46 and 0.46 during the validation period, respectively. So, it can be concluded that the performance of the SWAT model for estimating monthly flow is quite good.