ارزيابي مدل VIC در شبيه‌سازي رواناب‌هاي سطحي و رونديابي جريان (مطالعۀ موردي‌: حوضه‌هاي آبريز غرب درياچۀ اروميه)

Assessment of VIC model in surface runoff simulation and flow routing Case study: Lake Urmia west watersheds

پيش بيني و برآورد مقدار رواناب به‌خصوص رواناب بيشينۀ حاصل از بارش نزولات، نيازمند استفاده از مدلهاي هيدرولوژيك مناسب و دقيق است. يكي از مدلهاي نيمه‌توزيعي كه در دهۀ اخير مورد توجه محققان قرار گرفته، مدل هيدرولوژيكي ظرفيت نفوذ متغير (VIC) است. پژوهش حاضر با هدف ارزيابي كارايي مدل VIC در شبيه سازي شدۀ رواناب و رونديابي جريان رودخانه هاي شهرستان اروميه مشرف به درياچۀ اروميه شامل نارلوچاي، روضه‌چاي، شهرچاي و باراندوزچاي انجام شده است. براي نيل به هدف يادشده از داده هاي هواشناسي ERA5 استفاده شده است. ضرايب آماري مورد استفاده در پژوهش حاضر براي صحت‌سنجي داده هاي ورودي بارش شامل (ضريب تبيين R2، ريشۀ ميانگين مربعات خطاي كاكس – باكس TRMSE، نش – ساتكليف NSE) هستند. بررسي هاي داده هاي هواشناسي ماهوارهاي با داده هاي مشاهداتي نتايج قابل قبولي دارند، به طوري كه شاخص احتمال آشكارسازي POD در تمامي ايستگاههاي منطقه بيش از 0/80 درصد بوده و حتي در ايستگاه سينوپتيك خوي در شمال منطقۀ مطالعاتي بيشتر از 0/95 درصد است. همچنين، ميزان همبستگي بين داده هاي حداكثر و حداقل دما نيز بيش از 0/93 درصد است. پس از ساخت مدل هيدرولوژيك و رياضي منطقه، واسنجي رواناب مشاهداتي خروجي زيرحوضه ها با رواناب شبيه سازيشده توسط مدل VIC بررسي شد. نتايج نشان داد در تمامي رودخانه‌هاي اصلي منطقه مقدار NSE بيش از 0/72 درصد و ضريب R2 تمامي حوضه ها بيشتر از 0/64يشده از بازۀ زماني بيشترين دبيهاي حداكثر (2010-2000) استفاده شد. نتايج نشان داد مدل در شبيهسازي رواناب هاي دقت بيشتري داشت‌، به طوري كه ضريب NSE در حوضۀ نازلوچاي به 0/80 درصد و ضريب R2 0/78 درصد براي داده هاي مشاهداتي روزانه رسيد. درنهايت، مي توان نتيجه گرفت كه مدل VIC قابليت زيادي در شبيه سازي جريان سطحي دارد.

One of the semi-distributed models that has been considered by researchers in the last decade is the hydrological model of variable infiltration capacity (VIC). The study aim was evaluating the efficiency of VIC model in simulated runoff and flow of rivers in Urmia city overlooking Lake Urmia, including Nazlochyi, Rozeh Chay, Shahrchay and Barandozchay. ERA5 meteorological data was used to achieve this goal. The indices used in the present study to validate the rainfall input data include (R2, TRMSE, NSE). The results of satellite meteorological data surveys with observational data have acceptable results. More precisely, the probability index of POD detection in all stations in the region is above %80. The Khoy synoptic station in the north of the study area is more than %95. Also, the correlation between maximum and minimum temperature data is above %93. After forming the hydrological and mathematical model of the area, the calibration of the observed runoff of the sub-basins with the runoff simulated by the VIC model was investigated. The surveying showed that in all major rivers in the region, the NSE value was above %72 and the R2 coefficient of all basins was more than %64. Also, for validation between observational and simulated data, the maximum flow rate (2010-2000) was used and the results showed that the model was more accurate in simulating maximum runoff, so that the NSE coefficient in the Nazlochay basin was %80 and the coefficient R2 was %78 for daily observational data