شبيه سازي رواناب و رسوب با استفاده از مدل WetSpa

Simulation of runoff and sediment using the WetSpa model

شبيه سازي جريان رواناب و رسوب از نقطه نظر درك بهتر مسائل هيدرولوژيكي، پيش بيني جريان، مديريت منابع آب، مهندسي رودخانه، سازه هاي كنترل سيل و ذخيره سيلاب اهميت بسيار زيادي دارد. هدف از اين تحقيق شبيه سازي جريان رواناب و رسوب در حوزه آبخيز بهشت آباد و تعميم نتايج آن به حوزه ي آبخيز آلج و محاسبه رواناب و رسوب اين حوزه مي باشد. در اين تحقيق از مدل هيدرولوژيكي توزيعي- مكاني WetSpaاستفاده شده است. در اين راستا، از داده هاي روزانه (بارش، دما، تبخير و تعرق و دبي) دوره ي آماري (1367-1362) استفاده گرديد. براي اعتبارسنجي مدل از داده هاي دوره آماري (1394-1389) استفاده شد. نتايج شبيه سازي نشان داد كه تطابق قابل قبولي بين داده هاي شبيه سازي شده مدل و مشاهدات رواناب و رسوب وجود دارد. براساس معيار ناش- ساتكليف، دقت 57/57 درصد در شبيه سازي رواناب، كارايي قابل قبول مدل را در اين حوزه نشان مي دهد. هم چنين با استفاده هيدروگراف تهيه شده از دبي شبيه سازي مدل و مقدار رسوب مشاهداتي معادله اي تهيه و مقدار رسوب در ماه براي حوزه آبخيز بهشت آباد و سپس حوزه آبخيز آلج كه زيرحوزه كوچكي از حوزه اصلي است، محاسبه شد. نتايج آناليز حساسيت مدل نشان داد كه پارامترهاي ksnow، ki، kgو kssبه ترتيب رتبه يك تا چهار حساسيت را دارند و پارامتر krain و Pmax به عنوان پارامترهاي غيرحساس در شبيه سازي هيدروگراف جريان شناسايي شدند. در اين تحقيق با توجه به حساس بودن پارامترهاي ksnow و g0مي توان به اهميت پارامتر آب زيرزميني و نقش كليدي آن در مدل سازي اين حوضه پي برد.

Since catchment scale measurement of meteorological and hydrological factors affecting on the basin response in the form of runoff generation and sediment production is not feasible, study of governing processes under a rainfall-runoff modeling framework is necessary. In this reaserch, to understand the relationship between runoff and sediment production in Beheshtabad Basin, and generalizing the results to Alej Watershed a six years daily simulation was performed using a distributed model called WetSpa. For this purpose the basic maps and hydrologic data including peak discharge and hydrographs were used. Spatial distribution of hydrological processes was taken into account in the modeling. Moreover, another 6-years time series (unused for parametrization), were used for model validation. The simulation results showed a satisfactory good agreement between modeled both simulated runoff and sediment against observations. The Nash-Sutcliffe model efficiency57.6 for runoff and coefficient of determination 0.59 mean that the sediment-runoff relationship for any rainstorm depends on the dynamic of hydrologic processes. The results of sensitivity analysis for WetSpa model showed that ksnow, ki, kg and kss were ranked as the most sensitive parameters correspondingly. While Krain and Pmax parameters were identified as less influential parameters on the simulated hydrograph. Sensitivity of ksnow and g0 parameters is an indication for the importance of baseflow in Beheshtaba basin and the necessity of paying special consideration for its key role in hydrological modeling.