تهيه DEM هيدرولوژيك و كاربرد آن در توليد نقشه پيوسته جريان رودخانه (مطالعه موردي حوضه بالادست سد كرخه)

Preparing hydrologic DEM and its application to produce a accumulated flow map (A Case study at Upstream of Karkheh dam)

روش­هاي اصلاح مدل رقومي ارتفاعي (DEM)، براي بهبود كيفيت آن و به‌منظور استفاده در شبيه‌سازي و مدل‌سازي هيدرولوژيك سلولي مورد استفاده قرار مي­گيرد. در اين مقاله، روش­هاي اصلاح DEM و تهيه DEM هيدرولوژيك با استفاده از الحاقيه ArcHydro10.2 بررسي و در 53 زير‌حوضه كرخه مورد ارزيابي قرار گرفت و يكي از كاربردهاي آن در برآورد "رواناب پيوسته" پياده شد. اطلاعات آبدهي در محل ايستگاه‌هاي هيدرومتري به‌صورت نقطه‌اي قابل‌دسترس است. براي تعيين مقدار آبدهي، به‌صورت پيوسته و در هر نقطه از مسير و سرشاخه‌هاي رودخانه، به تجمعي كردن نقشه رواناب نياز داريم. مدل جهات هشتگانه ريزش هر نقطه (D8)، يك مدل پايه براي استخراج شبكه رودخانه از روي سلول‌هاي تجمعي شده DEM است. با اين روش، جهت جريان هر سلول به يكي از هشت سلول مجاور در DEM تعيين مي‌شود. در نقشه DEM هيدرولوژيك، سلول‌هاي تجمعي در مسير رودخانه به‌صورت پيوسته و افزايشي قرار مي‌گيرند. با استفاده از الگوريتم Agree و با آزمون‌وخطا، مدل رقومي ارتفاعي اصلاح شده و مساحت حاصل از تجمع سلول‌هاي بالادست هر سلول با مقادير مساحت وكتوري زيرحوضه‌ها مورد مقايسه قرار گرفت، به‌طوري‌كه ضريب همبستگي برابر 9975/0 بدست آمد. بعد از توليد نقشه رواناب، در نهايت نقشه جريان تجمعي هر نقطه از مسير اين رودخانه، در سلول‌هاي 200 متري تهيه و نقشه پيوسته جريان ارائه شد. نتايج حاكي است كه خطاي دبي حاصل از اين روش و مقادير مشاهداتي در 53 ايستگاه هيدرومتري بين 28/0% تا 1/3% است.

Digital elevation model (DEM) reconditioning methods are being used to improve its quality to be used in simulation and cellular hydrological modeling. In this paper , methods of improving DEM and creating “Hydrologic DEM” with using the ArcHydro10.2 extention were studied and also evaluated in 53 subbasins of Karkheh river basin(KRB) and one of its applications in “accumulation runoff map” was implemented .Streamflow information is available at hydrometric stations as points but for determining the amount of river discharge continually at any point along the river and branches, it is needed to accumulate the runoff map. The 8 direction method (D8) is the basic model for river network delineation from DEM accumulated cells. In this algorithm, the flow of each cell pours to one of the eight adjacent cells in the "hydrologic DEM ". In hydrologic DEM the accumulated cells in the river line forward to the downstream increase continuously. With "Agree algorithm" and with trial and error the DEM improved and the upstream area of accumulation cells, have been compared with a vector area in each subbasin which correlation coefficient was 0.9975. After preparing runoff map of the basin, accumulation flow(accumulated runoff map) using a weighted cumulative flow function was created with 200m cell size then the continuous flow map was presented. The results indicate that the error between estimated discharge from accumulated flow map with observed discharge in 53 subbasins varies between 0.28 to 3.1 percent.