نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه
2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه
3 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه
4 دانشیار مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی تبریز
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Runoff measurement has always been difficult due to financial and time constraints and severe physical conditions. To cope with these problems, the use of hydrological models is very common, which has been developed today. Better simulation of hydrological processes requires that the input data of hydrological models be able to accurately describe the actual conditions of the catchment area. The purpose of this study was to compare the efficiency of SWAT model in simulation of runoff in Mahabad watershed in West Azarbaijan province. Calibration and validation of the model were performed using the SUFI_2 model. The runoff statistics of three hydrometric stations have been used to calibrate and validate the model. The model was performed using temperature and precipitation data for 17 years (1996-2012). Years (1999-2009) for calibration and years (2010-2012) were considered for model validation. The indicators of p-factor, d-factor, R2 and NS were used to assess the ability of the SWAT model to simulate the runoff of the three stations. The results of these simulations to calibrate the outlet of the basin were 0.70, 0.71, 1.3, 0.84, and0.5,0.48,0.85,0.9, and also the results for the basin entrance) in the calibration phase for were 0.79 , 0.70 , 0.97, 89.9 respectively, and for validation 0.65, 0.62 , 0.78, 0.98 and for the Kuter station at the calibration stage, it was equal to 0.84, 0.68, 1.1, 0.86 and 0.6, 0.65, 0.85, 1 for validation. The overall simulation results showed that the SWAT model could be a suitable tool for runoff simulation.
کلیدواژه‌ها [English]
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.
)