شبيه‌سازي رواناب سطحي بر اساس روش تحليل حساسيت SWATCUP (مورد مطالعه: رودخانه قره‌چاي)

Surface Runoff Simulation Based on SWATCUP Sensitivity Analysis Method (Case study: Ghareh-Chay River )

هدف پژوهش حاضر، شبيه‌سازي رواناب سطحي رودخانه قره‌چاي بود كه با استفاده از مدل هيدرولوژيكي SWAT اقدام به مدلسازي شد. در اين راستا ابتدا با استفاده از نرم‌افزار GIS نسخه 10.4، DEM و آبراهه‌ها و مشخصات شبكه رودخانه‌اي حوزه استخراج گشت. آمار مورد استفاده از ايستگاه‌هاي پل دوآب خنداب، جوشيروان، و ساروق، مربوط به سال 2003 تا 2016 حوضه قره‌چاي در نظر گرفته شد. براي محاسبه روش تلفات حوضه از روش شماره منحني خاك (CN) استفاده شد. واسنجي و اعتبارسنجي مدل با نرم‌افزار SWAT-CUP با الگوريتم SUFI-2 انجام گرفت. براي ارزيابي توانايي مدل در شبيه‌سازي دبي رواناب از شاخص‌هاي با شاخص‌هاي نش ساتكليف، R2 ، p-factor و r-factor استفاده شد. از آمار 8 ساله اندازه‌گيري شـده (2004-2011)، بارنـدگي، دمـا و دبـي روزانـه بـراي واسنجي مدل استفاده شد. و اعتبارسنجي مدل با باقي مانده داده‌ها (2012 -2016) انجام شد. نتيجه اعتبارسنجي مدل با شاخص‌هاي نش ساتكليف، R2 ، p-factor و r-factor براي ايستگاه خنداب به ترتيب عبارت بود از 0.65 ، 0.66، 0.35، 0.07؛ و براي ايستگاه پل دوآب نيز نتايج شاخص‌ها به ترتيب : 0.57 ، 0.72، 0.07، 0.05 بود. ارزيابي مدل توانايي مدل SWAT را در شبيه‌سازي رواناب سطحي رودخانه قره‌چاي تاييد مي‌كند. در نهايت مقايسه ظاهري هيدروگراف‌هاي شبيه‌سازي و مشاهداتي ماهانه نشان داد كه مـدل، زمـان وقـوع مقادير دبي اوج و دبي‌هاي پايه را به خوبي مدل سازي نموده است اما مقادير دبـي اوج را بيشـتر از مقادير واقعي برآورد نموده است.

The purpose of this study was to simulate surface runoff of the Ghareh-Chay River that was modeled using SWAT hydrological model. In this regard, GIS software version 10.4, DEM and waterways and river network characteristics were first extracted. The statistics used for the 2003-2016 Ghareh-Chay Basin Pole Doab Khondab, Joshiravan, and Sarouq stations were considered. Soil curve number (CN) method was used to calculate basin mortality. Model calibration and validation were performed by SWAT-CUP software with SUFI-2 algorithm. To evaluate the model's ability to simulate runoff discharge, Nash-Sutcliffe, R2, p-factor and r-factor indices were used. Eight years of measured data (2004-2011), precipitation, temperature and daily discharge were used to calibrate the model. an‎d model validation with residual data (2012–2016). The model validation results with Nash-Sutcliffe, R2, p-factor and r-factor indices for the Khondab station were 0.65, 0.66, 0.35, 0.07%, and for the Pole Doab station, respectively, the results were 0.57, 0.72, 0.07, 0.05. The model evaluation confirms the SWAT model's ability to simulate surface runoff of the Ghareh-Chay River. Finally, the comparison of simulated hydrographs and monthly observations showed that the model modeled well the peak discharge and base discharge times but estimated the peak discharge values more than the actual values.