ارزيابي مدل SWAT در شبيه‌سازي دبي روزانه در حوزه آبخيز كسيليان

Evaluation of simulating daily discharge flow using SWAT model, case study: Kasilian catchment area

از مشكلات مهم در طرح‌هاي تحقيقاتي و اجرايي كمبود يا نبود آمار هيدرومتري است. در تحقيق حاضر، براي حل معضل نبود آمار، ميزان كارآيي مدل SWAT در شبيه‌سازي دبي روزانه، به‌منظور توليد آمار هيدرومتري براي حوضه‌هاي بدون ايستگاه بررسي شده است. اين مدل داراي توان شبيه‌سازي شش پديده هيدرولوژيكي و بيولوژيكي شامل دبي روزانه، رسوب روزانه، بيلان آبي ماهانه و سالانه، كيفيت آب، توليد محصولات زراعي، برآورد توليد پوشش گياهي مرتعي با اعمال مديريت سامانه‌هاي چرايي دام، است. شبيه‌سازي در دو حالت بدون ايستگاه اندازه‌گيري و با ايستگاه اندازه‌گيري در حوزه آبخيز معرف كسيليان و نيز در دو دوره زماني صورت گرفته است. اين دوره‌ها شامل واسنجي و اعتبارسنجي مدل است. دوره واسنجي، چهار سال (1981-1978) و دوره اعتبارسنجي، شش سال (1986-1981) بوده است. بعد از عمليات واسنجي، مدلSWAT، روان‌آب را با ضريب تبيين 0.69 و 2.5- =PBIAS و 0.72=NS نسـبت به روان‌آب اندازه‌گيري شده شبيه‌سازي كرد. اعتبارسنجي مدل نيز با ضريب تبيين 0.57 و 0.54= NS و4.3 =PBIAS انجام گرفت. براي آزمون تست حساسيت، پارامترها درسه گروه خيلي حساس، حساسيت متوسط و حساسيت ‌كم طبقه‌بندي شدند. پارامترهاي ABF (عامل آلفاي آب زيرزميني)، REVAPC (ضريب تبخير از سفره آب زيرزميني) و CN (شماره منحني) در طبقه خيلي حساس، پارامترهاي CCT (ضريب تراكم ذوب برف)، TC (دماي آستانه بارش برف) و CRCO (شكاف‌هاي خاك و زمين كه جريان را نفوذ مي‌دهد) در طبقه حساسيت متوسط و پارامترهاي Z (عمق لايه‌هاي خاك) و T-laps (شدت تغيير دما نسبت به ارتفاع) در طبقه حساسيت كم قرار گرفتند. اين پارامترها نشان مي‌دهند كه مدل SWAT شبيه‌سازي معني‌داري انجام داده است. ولي براي روان آب‌هاي كمينه نتايج ضعيفي نشان داده شد. در اصلاحاتي كه در سال‌هاي 2000 و 2005 بر روي مدل SWAT انجام شده، كاربري آن به‌وسيله GIS آسان‌تر شده است.

Lack of hydrometric data is the main issue for research and executive plans. In the present study in order to solve this issue, the capability of SWAT model has been studied in terms of daily discharge simulation in un-gauged watersheds. This model can simulate six hydrological and biological processes such as daily discharge, daily sediment, yearly and monthly water balance, water quality, agricultural products and estimation of vegetative cover for different animal grazing management systems. Simulation has been done for both gauged and un-gauged basins in Kasilian catchment for two time periods as calibration and validation of model. Calibration has been done using data derived from 4 years recording data (1987-1981) while validation has been done using 6 years data (1981-1986). Results show that, ABF, CN2 and REVAPC parameters are most sensitive and also Z and T-Laps parameters are low sensitive among other parameters. The model simulated runoff reasonable with r2=0.69, PBIAS=-2.5, and NS=0.72, whereas, the validation of model for the same data showed that r2=0.57, PBIAS=4.3, and NS=-0.54, which indicates that the performance this model is not quite valid for low stream flows because of sensitivity of hydrological parameters. The new version of SWAT model, modified during 2000 to 2005, has a capability in using GIS, thus it can be used in the same study area.