بررسي كارايي منابع تبخير و تعرق بازتحليل‌شده براي واسنجي مدل‌ هيدرولوژيكي توزيعي با رويكرد كاربرد در حوضه‌هاي فاقد آمار

Evaluating the Efficiency of Reanalysis Evapotranspiration for Calibration of Distributed Hydrological Model in Data-Limited Areas

محدوديت هاي موجود در دسترسي به مقادير جريان مشاهداتي با كفايت مكاني و زماني مناسب در سطح حوضه هاي آبريز سبب ايجاد مشكلاتي در كاربرد مدل هاي هيدرولوژيكي براي محققين شده است. از سويي ديگر با توجه به گسترش فناوري هاي ماهواره اي در سال هاي اخير، منابع اطلاعاتي ارزشمندي از مولفه هاي بيلان آب با استفاده از تكنيك هاي سنجش از دور و داده گواري تهيه و در اختيار پژوهشگران قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف ارزيابي كارايي مقادير تبخير و تعرق به دست آمده از اجراي مدل هاي بازتحليل شده GLEAM، W3RA و HBV در فرآيند واسنجي مدل هيدرولوژيكي VIC-3L در حوضه آبريز سفيدرود به انجام رسيده است. نتايج حاصل حاكي از آن است كه در صورت استفاده از منبع بازتحليل شده GLEAM به منظور واسنجي مدل توزيعي VIC-3L در سناريوي دوم (واسنجي سلول به سلول مدل هيدرولوژيكي)، مقادير جريان شبيه سازي شده با NS=0/59 وr=0/80 از همبستگي مناسبي با مقادير مشاهداتي برخوردار مي باشد. همچنين مقدار شاخص كلينگ گوپتا (KGE) درصورت واسنجي مدل بر اساس مقادير جريان خروجي از حوضه برابر با 0/64مي باشد؛ در حالي كه در صورت استفاده از منبع بازتحليل شده HBV در سناريوي سوم (استفاده از متوسط مقادير پارامترهاي بهينه به دست آمده در سناريوي دوم) مقدار اين ضريب معادل 0/62 است. همچنين در گام زماني ماهانه، كاربرد مقادير تبخير و تعرق به دست آمده از مدل بازتحيل شده HBV با دارا بودن شاخص KGE=0/64 از عملكرد بهتري نسبت به سناريوي پايه (واسنجي مدل هيدرولوژيكي با سري زماني جريان مشاهداتي در خروجي حوضه (0/59 =KGE)) برخوردار است. علاوه بر اين، استفاده از منابع تبخير و تعرق به دست آمده از مدل هاي بازتحليل شده W3RA و GLEAM منجر به بهبود عملكرد مدل VIC-3L در تخمين حجم رواناب خروجي از حوضه سفيدرود شده است؛ به طوري كه مقدار متوسط خطا در برآورد حجم رواناب به كمتر از به 0/4 درصد محدود مي شود.

The lack of required datasets over the catchments impose basic problems for applying hydrologic models. By increasing the satellite-based technologies over the past decades, several water balance components have been developed by using remote sensing and data assimilation techniques. This research addresses the efficiency of evapotranspiration values which are obtained from the reanalysis models (GLEAM, W3RA and HBV) for calibration of VIC-3L hydrologic model over the SefidRood basin (SRB). Results showed that using the evapotranspiration dataset, which is estimated by GLEAM, is the best for calibration of VIC-3L (NS=0.56 and CC=0.80) and simulating the streamflow at the outlet of SRB. Also, using the HBV reanalysis model’s results, in both daily and monthly time scales, with the KGE=0.64 leads to the better performance in simulating streamflow when comparing to the base scenario (calibration of VIC-3L model with the observed streamflow data). Finally, results indicated that using W3RA and GLEAM datasets improved the VIC-3L performance in estimation of runoff volume and the maximum relative error restricted to only 4.0 %.