شبيه سازي هيدروگراف جريان رودخانه با مدل WetSpa-Python هيدرولوژيكي-توزيعي انعطاف پذير

Simulation of Stream Flow Hydrographs Using Flexible Distributed Hydrological Modelling (WetSpa-Python)

مدل هاي شبيه سازي هيدرولوژيكي ابزارهاي ارزشمندي براي بررسي موضوعات چالش برانگيز مرتبط با مديريت حوضه آبخيز هم چون اثر تغيير اقليم بر منابع آب، تاثير شهرسازي بر سيلاب ها و خشكسالي ها هستند. در اين مقاله از مدل شيءگرا، مدولار و فرآيندمحور WetSpa-Phyton كه بر اساس رويكرد مدل سازي انعطاف پذير تهيه شده و با زبان برنامه نويسي پايتون كدنويسي شده است، جهت شبيه سازي هيدروگراف روزانه در حوضه ارازكوسه استفاده شده است. ورودي هاي مدل شامل نقشه هاي رقومي ارتفاع، تيپ خاك و كاربري اراضي و سري هاي زماني بارش، دما و تبخير است كه از آمار 9 ايستگاه هواشناسي در يك دوره ده ساله (سال آبي 85-84 تا 94-93) استفاده گرديد. واسنجي مدل به طور محدود با تخصيص مقادير منطقي به 8 پارامتر گلوبال (كلي) مدل، بر مبناي بهترين انطباق بين هيدروگراف شبيه سازي و مشاهده اي انجام شد. ارزيابي مدل بر اساس شاخص كلينگ-گوپتا، صورت گرفت كه به ترتيب براي دوره واسنجي و اعتبارسنجي مقادير 0/6 و 0/52 به دست آمد. هم چنين نتايج محاسبات بيلان آبي توسط مدل نشان داد كه جريان خروجي از حوضه به ترتيب 13/2 و 18/1 درصد از كل بارش را در دوره واسنجي و اعتبارسنجي به خود اختصاص داده است.

Hydrological simulation models are valuable tools for examining challenging issues related to watershed management such as the impact of climate change on water resources, the impact of urban planning on floods and droughts. In this study, WetSpa-Python model was developed to simulate daily flow hydrographs at the Arazkouse basin. This is an object-oriented, process-based modular model which has been developed based on the principles of flexible modeling in python. Data inputs included DEM, soil type, land-use, precipitation time series, temperature, and evapotration, which were acquired from nine meteorological stations for a ten-year period (from 2006-07 to 2015-16). Model calibration was performed in a limited manner by assigning rational values to 8 global parameters based on the best fit between the simulated and observed hydrographs. Model performance was tested via the Kling-Gupta index, and obtained 0.6 and 0.52 for the calibration and validation periods, respectively. The results of the water-balance analysis with the model indicated that the outflow of the basin constitutes 13.2 and 18.1% of total precipitation in the calibration and validation periods.