شبي‌سازي دبي، واسنجي و اعتبارسنجي مدل ‏SWAT، مطالعه ‏موردي: حوضه بالادست سد لتيان تهران

Simulation of discharge, calibration and validation of SWAT model, case ‎study: Tehran Latyan dam upstream

هدف اصلي در ا­ين پژوهش آزمون كارايي مدل ارزيابي آب و خاك (SWAT) و قابليت استفادهاز­ آن به‌عنوان شبيه‌ساز جريان و استفاده از نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوريتم SUFI2 جهت واسنجي و اعتبار سنجي در حوضه بالادست سد لتيان تهران مي باشد. اطلاعات مورد نياز براي اين پژوهش شامل نقشه­‌هاي توپوگرافي، كاربري اراضي و اطلاعات خاكشناسي از اداره كل منابع طبيعي استان تهران و سازمان جنگل‌ها و مراتع و آبخيزداري كشور و با همكاري شركت جهاد تحقيقات آب و انرژي، همچنين اطلاعات آب و هواشناسي شامل داده­‌هاي روزانه بارش، دما و دبي جريان از سازمان هواشناسي و شركت آب منطقه‌­اي استان تهران و دفتر مطالعات پايه منابع­ آب كشور (تماب)­ تهيه شد. ­به‌منظور كارايي اين مدل جهت شبيه‌سازي دبي، با مقايسه­ مقادير شبيه‌سازي با ايستگاه هيدرومتري رودك واقع در خروجي حوضه در طول دوره آماري 11 ساله (2007-1997) ­مشخص شد كه مدل در شبيه­‌سازي دبي‌هاي پيك به‌خوبي عمل نكرده است. در­ ادامه پژوهش ابتدا 21 پارامتر موثر­در جريان به نرم‌­افزار SWAT-CUP وارد شد كه پس از آناليز حساسيت 14 پارامتر براي واسنجي و اعتبارسنجي مورد استفاده قرار گرفتند. واسنجي مدل براي سال‌هاي 1997 تا 2003 و اعتبارسنجي مدل براي سال‌هاي آماري 2004 تا 2007­­ انجام گرفت. شاخص‌هاي ارزيابي مختلفي براي عملكرد مدل در نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوريتم­ SUFI2 مورد استفاده قرار گرفت كه شاخص‌هاي R2, NS P-factor و R-factor براي دوره واسنجي به‌ترتيب 0.91، 0.88، 0.96 و 1.79 و براي­ دوره ­اعتبارسنجي 0.92، 0.92، 0.9 و 1.54 به‌دست آمدند و ضريب آلفاي آب زيرزميني، ضريب تاخير رواناب و چگالي ظاهري خاك به‌عنوان حساسترين پارامترها در ميزان دبي خروجي شناخته شدند. در نهايت باتوجه به ارزيابي عملكرد مدل، شبيه‌سازي جريان در حوضه مورد مطالعه با توجه به كوهستاني بودن منطقه توصيه مي‌شود.

The purpose of this study is to test the efficiency of the Soil and Water Assessment Test ‎‎(SWAT) and its applicability as a flow simulator, and using SWAT-Cup software and the ‎SUFI2 algorithm as a means to calibrate and validate Tehran’s Latyan Dam upstream area. In ‎order to test the efficiency of this model in simulating output discharge, by comparing Roodak ‎hydrometric station simulation values situated at the exit of the area during an 11-year period ‎‎(1997-2007), it was specified that the model did not perform well in simulating Bik discharges. ‎Further on, at first, 21 effective flow parameters were entered into the SWAT-Cup software, ‎which after analyzing sensitivity, 14 parameters were used for calibration and validation. ‎Calibration was carried out for years 1997 to 2003, and validation was conducted for years ‎‎2007 to 2007. Different assessment indexes were employed to measure performance of the ‎model in SWAT-Cup software and the SUFI2 algorithm, which indexes R2, NS, P-Factor, and ‎R-Factor for the calibration period were 0.91, 0.88, 0.96, 1.79, and values for the validation ‎period 0.92, 0.92, 0.9, and 1.54, respectively. Moreover, the Alpha coefficient for underground ‎water, surface water delay coefficient, and soil outward density were recognized as the most ‎sensitive parameters in output discharge.‎