ارزيابي روش هاي مختلف توسعه منحني سنجه رسوب و مدل هاي شبيه سازي كامپيوتري به منظور تخمين بار رسوبي حوضه آبريز مازندران

An Evaluation of various developing methods for sediment rating curve and computer simulationmodels for sediment load estimation in Mazandaran basin, Iran

هدف از اين مطالعه تجزيه و تحليل بار رسوبي در آبراهه هاي حوضه آبريز مازندران با استفاده از روش هاي مختلف توليد منحني هاي سنجه رسوب و روش هاي شبيه سازي كامپيوتري با استفاده از داده هاي شدت جريان و غلظت رسوب معلق مي باشد. به همين منظور شش روش مختلف براي توليد منحني هاي سنجه رسوب (داده هاي خام، داده هاي كلاسه بندي شده، متوسط ماهانه، متوسط فصلي، متوسط سالانه و داده هاي دوره هاي سيلابي- كم آبي) در 26 ايستگاه هيدرومتري داراي آمار بلندمدت (بيش از 29 سال) روي هشت رودخانه اين حوضه مورد استفاده قرار گرفت. ارزيابي دقت اين منحني ها با استفاده از چهار معيار آماري مختلف انجام گرفت. نتايج حاصل از اين محاسبات نشان داد كه منحني هاي توليد شده با استفاده از داده هاي خام كم ترين دقت را در محاسبه بار رسوبي در ايستگاه هاي مختلف داشته، و در مقابل، منحني هاي توليدشده با داده هاي متوسط سالانه و داده هاي كلاسه بندي شده بيشترين تطابق را با داده هاي اندازه گيري شده دارا بودند. 22درصد مساحت حوضه آبريز مازندران داراي رسوب دهي ويژه زير 100 و 35درصد نيز بين 200 تا 400 تن در كيلومتر مربع در سال بودند. متوسط خطاي محاسبات بار رسوبي در حوضه آبريز مازندران ۰/۱۶- (بين ۰/۵۴- تا۰/۳۲) بود. نتايج حاصل از شبيه سازي كامپيوتري حوضه با نرم افزار SWAT نيز نشان داد كه در آبراهه هايي كه منشا رواناب بيشتر ناشي از بارش باران باشد، دقت مدل در برآورد شدت جريان و بار رسوبي آبراهه مناسب خواهد بود و رژيم برفي- باراني در آبراهه، تاثير آب زيرزميني و مخازن و سدها روي آبراهه سبب كاهش دقت مدل در تخمين شدت جريان و بار رسوبي آبراهه خواهد شد.

A sediment curving rate is a method to describe the relationship between river discharge and suspended sediment load for a particular location. The rating curves have been used to predict sediment load by hydrologists for more than sixty years (Horowitz، 2002). Obtaining more accuracy in determination of sediment load needs to long-term continuous data with a sufficient frequency. Mostly، a power function regression is used for sediment rating curves (Asselman، 2000): Qs= aQb The other form of this equation is linear log-transformation: Log (Qs) = log (a) + b log (Q) Where Q is river discharge (m3/s)، Qs is suspended load discharge (ton/year)، and a and b are regression coefficients . The back transformation of the sediment load to the arithmetic domain creates a bias which can lead to load underestimation (Crowder et al. 2007). The main objective of this study is to determine the sediment rating curve for different 26 hydrometric stations in the Mazandaran basin، Iran، with various data separation methods (daily، monthly، seasonal، annually، classified، and high discharge and low discharge flow months). The efficiency of each rating curve was evaluated using different statistical characteristics. Another objective is to evaluate the sediment load and sediment yield of Mazandaran basin.