مدل‌سازي سطح پوشش و رواناب ناشي از ذوب برف با استفاده تلفيقي از مدل هيدرولوژيكي SRM و تصاوير ماهواره‌اي

Modeling the snow cover and snowmelt runoff using a combination of SRM hydrological model and satellite imagery

برف يكي از منابع بزرگ آب در بيشتر نقاط دنيا مي‌باشد و تخمين رواناب ناشي از ذوب آن يكي از مهم‌ترين فعاليت‌هاي هيدرولوژيست‌ها به حساب مي‌آيد. ذوب برف، رطوبت خاك، ذخيره آب زيرزميني و منابع آب درياچه‌ها و رودخانه‌ها را تامين كرده و رواناب حاصل از آن در حوضه‌هاي كوهستاني و مرتفع عامل مهم و كنترل‌كننده رژيم جريان محسوب مي‌شود. اما با توجه به عدم وجود اطلاعات زميني كافي، مدل‌سازي رواناب حاصل از ذوب برف بسيار مشكل مي‌باشد. در اين خصوص استفاده از مدل‌هاي شبيه‌سازي ذوب برف و تصاوير ماهواره‌اي بسيار راهگشا مي‌باشد. در اين تحقيق سعي شد با استفاده از مدل شبيه‌سازي رواناب حاصل از ذوب برف SRM و اطلاعات به‌دست آمده از تصاوير هشت روزه سنجنده MODIS رواناب روزانه حاصل از ذوب برف براي حوضه آبريز نهاوند كه جزيي از حوضه آبريز كرخه محسوب مي‌شود، مورد شبيه‌سازي و ارزيابي قرار گيرد. بدين منظور مدلSRM براي حوضه مورد مطالعه در سال‌هاي آبي 2003 تا 2010 اجرا و واسنجي گرديد و براي سال‌هاي آبي 2010 تا 2013 مورد صحت‌سنجي قرار گرفت. بالاترين ضرايب همبستگي و تفاضل حجمي براي مدل در دوره واسنجي به ترتيب 75/0 و 62/3- و در دوره صحت‌سنجي برابر 79/0 و 67/26 بدست آمد. تحليل حساسيت پارامترهاي ضريب درجه روز، ضريب رواناب برف و باران مدل انجام گرديد كه نشان‌دهنده حساسيت كمتر مدل به افزايش و كاهش ضريب رواناب باران در ميان ساير پارامترها بود. مقادير به‌دست آمده دقت بالاي مدل در برآورد رواناب حاصل از ذوب برف را براي حوضه مذكور نشان‌داد و نشانگر قابليت كاربرد مدل براي ساير حوضه‌هاي مشابه در منطقه است.

Snow is one of the huge sources of water around the world, and estimation of the equivalent water of snowmelt is regarded as one of the most crucial activities of the hydrologists. Through snow melting, the soil moisture, underground water reservoirs, lakes and rivers water reservoirs are supplied; and the more readily, the snowmelt runoff is regarded as a main factor for controlling the flow regime in mountains and high basins. Therefore, the estimation of the snow cover and its runoff is very important issue in the mountainous basins. But, this effort is very difficult to be done due to lack of adequate land information in this regard. Using snowmelt hydrological models and satellite imagery are very useful to cope with this problem. In this study, it was tried to simulate and evaluate the daily runoff of snowmelt by the use of a snowmelt runoff model (SRM) and the information extracted from MODIS eight-day images, for Nahavand watershed which is one of the Karkheh river basin’s parts located on western Iran. The model was run and calibrated for the water years from 2003 to 2010; and it was validated for the water years 2011 to 2013. The highest correlation coefficients and volume difference for the model in the calibration period were 0.75 and -3.62, respectively; and 0.79 and 26.67 for the validation period, respectively. A sensitivity analysis was done for degree day, snow runoff coefficient and rain runoff factors and its results shows that a lower sensitivity of model to increased or decreased of rain runoff coefficient among the other parameters. In general, obtained results show a high level of accuracy of this model by the use of satellite imagery as an input for estimating the snowmelt runoff for the studied watershed and the capability of this model for other similar basins as well.