مدلسازي هيدروگراف جريان با استفاده از GIS و مدل هيدرولوژيكي توزيعي در حوزه دينور كرخه

The flow hydrograph modeling using GIS and distributed hyrdological model, in Dinvar Watershed, Karkheh, Iran

در اين مقاله اساس مدل سازي در حوزه بصورت تقسيم بندي آن بصورت شبكه اي مي باشد، به ­طوري كه هر سلول يك تابع پاسخ مستقل و منحصر به­ فردي نسبت به ساير سلول ها دارد. از مجموع پاسخ هاي جريان سلول ها، هيدروگراف جريان از سطح حوزه حاصل مي شود. روش ارائه شده، پيش بيني هيدروگراف جريان حوزه رودخانه با استفاده از مدل هيدرولوژيكي WetSpa است. WetSpa يك مدل هيدرولوژيكي- توزيعي بر پايه GIS ميباشد كه در مقياس حوزه عمل كرده و براي پيش بيني سيلاب و مديريت حوزه آبخيز توسعه يافته است. مدل فيزيكي بوده و قادراست فرايندهاي هيدرولوژيكي بارش، ذوب برف، ذخيره برگابي، ذخيره چالابي، رواناب سطحي، نفوذپذيري، تبخير و تعرق، نفوذ عمقي، جريان زير سطحي، جريان آب زير زميني و... را به طور پيوسته در زمان و مكان شبيه سازي نموده و تعادل آب و انرژي را در هر سلول رستري برقرار نمايد. مدل از لايه هاي توپوگرافي، كاربري و خاك و همچنين آمار هواشناسي روزانه براي پيش بيني هيدروگراف هاي سيل و توزيع مكاني پارامترهاي هيدرولوژيكي حوزه استفاده مي نمايد. نقشه هاي رقومي توپوگرافي، كاربري اراضي و بافت خاك سه نقشه اصلي مدل بوده كه در قالب GIS و با ابعاد سلولي100 ×100 متر به مدل وارد شدند. مدل با 76 ماه آمار هيدرومتئورولوژيكي اندازهگيري شده در حوزه دينور كرخه در كرمانشاه به كار برده شد. نتايج شبيه سازي حاكي از تطابق خوب بين هيدروگراف هاي شبيه سازي و مشاهدهاي است به طوريكه مدل قادر است هيدروگراف هاي روزانه را با دقت خوب و بر اساس معيار ناش-ساتكليف دوره واسنجي و كلينگ- گوپتا دوره اعتبارسنجي به ترتيب 66 درصد و 72 درصد پيش بيني نمايد.

In this paper, the modeling is based on division of the catchment into a grid mesh. Each cell has a unique response function independent of the functioning of other cells Summation of the flow responses from the cells, result the flow hydrograph from this area basin.A method is presented to simulation the flow hydrograph within a river basin using the hydrological model WetSpa. WetSpa is a GIS-based distributed hydrological model, which operates on catchment scale and developed for flood prediction and watershed management. The model is physically based and simulates hydrological processes of precipitation, snowmelt, interception, depression, surface runoff, infiltration, evapotranspiration, percolation, interflow, groundwater flow, etc. continuously both in time and space, for which the water and energy balance are maintained on each raster cell. The model combines topography, landuse and soil maps, and observed daily meteorological time series to predict discharge hydrographs and the spatial distribution of hydrological parameters in the catchment. The digital maps of topography, land use and soil type are 3 base maps used in the model in GIS form using 100×100m cell size. The model was applied on the Dinvar Watershed in the Karkheh river basin of Kermanshah, with 72 months of meteo-hydrological measurements. Results of the simulations show a good agreement between calculated and measured hydrographs at the outlet of the basin. The model predicts the daily hydrographs with a good accuracy, between 66% during the calibration according to the Nash-Sutcliff criteria and 72% during validation period by Kling-Gupta Efficiency.