شبيه‌سازي جريان ماهانه رودخانه اترك با استفاده از مدل ‏SWAT، مطالعه ‏موردي: حوزه آبخيز مراوه‌‎تپه استان گلستان

Simulation of Atrak River monthly discharge using SWAT model, Case ‎study: Maraveh Tappeh watershed, Gholestan province

حيات بشر، شاهد حوادث مختلف هيدرولوژيكي نظير سيل، كمبود آب، خشكسالي، آلودگي­‌هاي كيفي آب، وقوع بهمن و غيره بوده است كه دامنه خطر آن­‌ها تابع رفتار متغيرهاي هيدرولوژيكي و خصوصيات حوزه‌هاي آبخيز است. فقدان آمار و اطلاعات يا كافي نبودن آمار درست و مناسب سبب شده است تا بررسي و شناخت رفتار متغيرهاي هيدرولوژيكي و خصوصيات حوزه‌هاي آبخيز با دقت قابل قبولي صورت نگيرد. در اين رابطه، مدل­‌هايي هستند كه قادرند رفتار و خصوصيات حوضه را تقليد نموده و مقادير رواناب و رسوب و ساير مولفه‌هاي بيلان حوزه را برآورد و يا شبيه‌­سازي نمايند. يكي از مدل­‌هاي هيدرولوژيكي مهم مدل ارزيابي آب و خاك (SWAT) مي­‌باشد. در تحقيق حاضر، شبيه‌سازي جريان رودخانه اترك، با استفاده از اين مدل و بر اساس داده‌هاي جمع‌آوري شده در آبخيز مراوه‌­تپه استان گلستان به­‌صورت ماهانه انجام شد. اطلاعات مورد نياز براي اين تحقيق شامل نقشه‌هاي توپوگرافي، كاربري اراضي و اطلاعات خاكشناسي و همچنين، اطلاعات آب و هوا شامل داده‌هاي روزانه بارش، دما، رطوبت نسبي و رواناب جريان تهيه شد. به­‌منظور مشخص كردن عوامل مهم و حساس مدل، تحليل حساسيت مدل با استفاده از روش "هر بار يك عامل" (OAT) انجام شد. بر اساس نتايج در اين مرحله، عوامل شماره منحني، هدايت هيدروليكي كانال، ضريب تاخير رواناب سطحي، ثابت تخليه آب زيرزميني و عامل جبران تبخير در خاك در بخش‌هاي مختلف بيشترين تاثير را داشتند. واسنجي و اعتبارسنجي مدل با استفاده از برنامه SUFI2 به‌­ترتيب براي سال­‌هاي 1994 تا 1999 و 2000 تا 2008 صورت پذيرفت. دقت شبيه‌سازي با استفاده از شاخص‌هاي ارزيابي نش-ساتكليف و ضريب تبيين در دوره واسنجي به‌­ترتيب 0.54 و 0.54 و در دوره اعتبارسنجي به­‌ترتيب 0.46 و 0.46 برآورد شد كه كارايي مدل SWAT را در برآورد رواناب را با مطلوبيت نسبتاً خوبي نشان مي‌دهد.

Human life is affected by different hydrological events such as floods, water storage, droughts, ‎water pollutions, avalanche and etc. that the risk range of these events depends on the behavior ‎of hydrological variables and watersheds characteristics. Lack of correct data and information ‎or inadequate correct data is the important factor affects on regognition of the behavior of ‎hydrological variables and watershed charactristics. In this regard, there are different models ‎which could follow watershed characteristics and estimate or simulate runoff and sediment load ‎and other water balance factors in watershed. SWAT model is one of the important ‎hydrological models. In this research, Atrak River monthly runoff was simulated using this ‎model based on collected data in Maraveh Tappeh watershed, Gholestan province, Iran. ‎Required information such as topography, land use, pedologyand also, hydrological and ‎meteorological data such as daily rainfall, temperature, relative humidity and runoff have been ‎collected. To determine important and sensitive parameters, sensitivity analysis has been ‎performed using one parameter at a time (OAT) method. The results indicated that curve ‎number, channel hydraulic conductivity, surface runoff lag coefficient, base flow alpha factor ‎and soil evaporation compensation factor have the most influence on different parts of water ‎balance. Calibration and validation of the model were performed using the SUFI2 algorithm for ‎the periods of 1994 to 1999 and 2000 to 2008, respectively The simulation accuracy using ‎Nash-Sutcliffe and coefficient of determination were 0.54 and 0.54 for the calibration period ‎and 0.46 and 0.46 during the validation period, respectively. So, it can be concluded that the ‎performance of the SWAT model for estimating monthly flow is quite good.‎