ارزیابی مدل ‏SWAT‏ در شبیه‌سازی دبی روزانه در حوزه آبخیز کسیلیان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه منابع طبیعی-محیط‌ زیست، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران

2 استادیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده

از مشکلات مهم در طرح‌های تحقیقاتی و اجرایی کمبود یانبود آمار هیدرومتری است. در تحقیق حاضر،برای حل معضل نبود آمار،میزان کارآیی مدل SWAT در شبیه‌سازی دبی روزانه،به‌منظور تولید آمار هیدرومتری برای حوضه‌های بدون ایستگاه بررسی شده است. این مدل دارای توان شبیه‌سازی شش پدیده هیدرولوژیکی و بیولوژیکی  شامل دبی روزانه، رسوب روزانه، بیلان آبی ماهانه و سالانه، کیفیت آب، تولید محصولات زراعی، برآورد تولید پوشش گیاهی مرتعی با اعمال مدیریت سامانه‌های چرایی دام، است.شبیه‌سازی در دوحالت بدون ایستگاه اندازه‌ گیری و با ایستگاه اندازه‌ گیری در حوزه آبخیز معرف کسیلیان و نیز در دودوره زمانی صورت گرفته است. این دوره‌ها شامل واسنجی و اعتبارسنجی مدل است. دوره واسنجی، چهار سال (1981-1978) و دوره اعتبارسنجی، شش سال (1986-1981) بوده است. بعد از عملیات واسنجی، مدل SWAT ، روان­ آب را باضریب تبیین نسـبت به روان­ آب اندازه‌گیری شده شبیه‌سازی کرد. اعتبارسنجی مدل نیز باضریب تبیین  0.69 و BPIAS= -2.5 و NS=0.72  نسـبت به روان­ آب اندازه‌گیری شده شبیه‌سازی کرد. اعتبارسنجی مدل نیز باضریب تبیین 0.57 و NS=0.54 و BPIAS=4.3 انجام گرفت. برای آزمون تست حساسیت، پارامترها درسه گروه خیلی حساس، حساسیت متوسط و حساسیت‌کم طبقه‌بندی شدند. پارامترهای ABF  (عامل آلفای آب زیرزمینی)،  REVAPC (ضریب تبخیر از سفره آب زیرزمینی) و CN (شماره منحنی) در طبقه خیلی حساس، پارامترهای CCT (ضریب تراکم ذوب برف)،TC (دمای آستانه بارش برف) و CRCO (شکاف‌های خاک و زمین که جریان را نفوذ می‌دهد) در طبقه حساسیت متوسط و پارامترهای Z (عمق لایه‌های خاک) و T-laps (شدت تغییر دما نسبت به ارتفاع) در طبقه حساسیت کم قرار گرفتند. این پارامترها نشان می‌دهند که مدل SWAT شبیه‌سازی معنی‌داری انجام داده است. ولی برای روان­آب‌های کمینه نتایج ضعیفی نشان داده شد. در اصلاحاتی که در سال‌های 2000 و 2005 بر روی مدل SWAT انجام شده، کاربری آن به­ وسیله­ GIS آسان‌تر شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of simulating daily discharge flow using SWAT ‎model, case study: Kasilian catchment area

نویسندگان [English]

  • Hossein Saadati 1
  • Shaban Ali Gholami 2
  • Foroud Sharifi 2
1 Assistant Professor, Department of Natural Resources-Environment, Ardabil Unit, Islamic Azad University, Iran‎
2 Assisstant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
چکیده [English]

Lack of hydrometric data is the main issue for research and executive plans. In the present study in order to solve this issue, the capability of SWAT model has been studied in terms of daily discharge simulation in un-gauged watersheds. This model can simulate six hydrological and biological processes such as daily discharge, daily sediment, yearly and monthly water balance, water quality, agricultural products and estimation of vegetative cover for different animal grazing management systems. Simulation has been done for both gauged and un-gauged basins in Kasilian catchment for two time periods as calibration and validation of model. Calibration has been done using data derived from 4 years recording data (1987-1981) while validation has been done using 6 years data (1981-1986). Results show that, ABF, CN2 and REVAPC parameters are most sensitive and also Z and T-Laps parameters are low sensitive among other parameters. The model simulated runoff reasonable with r2=0.69, PBIAS=-2.5, and NS=0.72, whereas, the validation of model for the same data showed that r2=0.57, PBIAS=4.3, and NS=-0.54, which indicates that the performance this model is not quite valid for low stream flows because of sensitivity of hydrological parameters. The new version of SWAT model, modified during 2000 to 2005, has a capability in using GIS, thus it can be used in the same study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calibration
  • runoff
  • Validation
  • Water Balance
  • Watershed management