شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در حوضه آبریز قره سو با استفاده از مدل WMS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 - استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی

2 آبیاری زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، ،

چکیده

برآورد رواناب حاصل از بارش­های جوی اهمیت خاصی در مطالعات هیدرولوژی، مدیریت حوضه­های آبخیز و حفاظت آب و خاک دارد. استفاده از مدل­های شبیه­ساز بارش- رواناب همانند WMS در سال­های اخیر گسترش فراوانی یافته است. این مدل با تلفیق امکانات GIS و مدل­های هیدرولوژیکی رایج به ابزاری قدرتمند برای شبیه­سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی حوضه­های آبخیز تبدیل شده است. در این مطالعه برای پیش بینی سیلاب حاصل از بارش حوضه آبریز قره­سو در نرم افزار WMS، مدل HEC-HMS انتخاب شد. بدین منظور ابتدا مدل ارتفاعی رقومی در محیط نرم افزار Arc GIS ساخته شده و پس از انجام اصلاحات لازم وارد محیط WMS گردید. سپس با کمک مدل TOPAZ شبکه رودخانه­ها، مرز حوضه و زیرحوضه­ها و همچنین خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه­ها تعیین گردید. برای کالیبره کردن مدل سه رگبار مشاهده­ای در زیرحوضه­های مورد مطالعه به همراه سه سیل همزمان در خروجی هر زیرحوضه انتخاب شد. با بهینه سازی پارامترهای شماره منحنی، تلفات اولیه و زمان تأخیر بر اساس دو هیدروگراف مشاهده­ای، مدل واسنجی و با استفاده از هیدروگراف مشاهده­ای دیگر، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان از برازش مناسب دبی اوج هیدروگراف­های مشاهده­ای و هیدروگراف­های شبیه­سازی شده دارد و اختلاف زمانی در رسیدن به اوج نیز مساوی یا کمتر از 90 دقیقه برآورد گردید. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت مدل نسبت به تغییرات رطوبت اولیه خاک نیز نشان داد که مقدار دبی اوج حساسیت قابل ملاحظه­ای نسبت به تغییرات رطوبت اولیه خاک دارد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of the rainfall - runoff process in the Gharasoo catchment using WMS model

نویسندگان [English]

  • Rasool Ghobadiyan 1
  • Kamran Jahandideh 2
  • Ali Fatahi Chaghabagi
1 Assistant Professor, Razi University
2 Former Graduate Student, Razi University
چکیده [English]

Estimation of runoff from atmospheric rainfall has particular importance in studies of hydrology project, watershed management and soil and water conservation. The use of models to simulation rainfall- runoff such as WMS has greatly expanded in recent years. This model by combines GIS facilities and common hydrological models has become a powerful tool to simulate the hydrological processes in watershed. In this study to predict floods from rainfall in the Gharasoo catchment by WMS software HEC-HMS model was chosen. For this purpose the digital elevation model in GIS software was made and after the necessary modifications exported to WMS model area. Then with the help of TOPAZ model, river network, watershed and sub basins boundaries and the sub basins physiographic characteristics were determined. To calibrate the model three measured rainfall in sub basins with three simultaneous outputs hydrograph were selected. Based on two observed hydrograph and optimizing the curve number, initial losses and lag time the model was calibrated and by using other hydrograph, was evaluated. The results show the good agreement of the observed hydrograph peak discharge and simulated hydrograph. Also result showed the time difference to reach the peak equal to or less than 90 minutes was estimated. Results of the analysis of model sensitivity to initial soil moisture changes also showed that peak discharge has a significant amount of sensitivity to initial soil moisture changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • a maximum of five keywords

 

  1. آورند، ر. حمادی، ک. و ترابی پوده، ح. 1386. مقایسه نتایج برآورد سیلاب با استفاده از نرم افزارهای HEC-HMS و WMS در حوضه آبریز مارون. نهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر. کرمان. 9ص.
  2. اوجاقلو، ح. سهرابی، ت. و صابری، م. 1387. ارزیابی مدل WMS در تخمین مشخصه های هیدروگراف سیل (مطالعه موردی: حوضه معرف کسیلیان). اولین کنفرانس بین المللی بحران آب. دانشگاه زابل.
  3. پورکاظمی، ا. فضل اولی، ر. و رائینی سرجاز، م. 1387. بررسی و کاربرد مدل WMS در مهندسی رودخانه (مطالعه موردی: حوضه کامه در استان خراسان رضوی). سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران. دانشگاه تبریز.
  4. رادمنش، ف. و پرهمت، ج. 1385. واسنجی و ارزیابی مدل HEC-HMS در حوضه آبریز رود زرد. هفتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز.
  5.  علیزاده، ا. 1382. اصول هیدرولوژی کاربردی. انتشارات آستان قدس رضوی. مشهد. چاپ بیستم. 808 ص.
  6. مریانجی، ز. و معروفی، ص. 1384. بررسی رواناب ناشی از بارش حداکثر 24 ساعته در حوضه آبریز قره چای با استفاده از روش SCS و کاربرد GIS. مجله پژوهش کشاورزی. جلد 5. شماره 3. ص 83-71.
  7. موسوی، ع. عبادیفر، م. فرومن، ع. مقدردوست، ا. و زینلی، س. 1386. ارزیابی روش هیدروگراف مصنوعی SCS در برآورد سیلاب حوضه های غرب گیلان. سومین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک کرمان.
    1. Akbarpour A. Fallah Tafti E. 2004. Peak Discharge Estimate by using GIS Tools, Remote Sensing, WMS Model and Evaluation of Sensitivity Analyzing.
    2. Environmental Modeling Research Laboratory. Copyright 2003. Brigham Young University. Watershed Modeling System User’s Manual version7.
    3. Erturka, A; Gurel, M; Baloch, M, Ahmed. 2006. Application of watershed modeling system (WMS) for integrated management of a watershed in Turkey. Journal of environmental science health, vol.41, no 9, pp.2045-2056.
    4. Grayson, R.B., Moore, I.D., McMahon, T.A., 1992. Physically based hydrologic modeling 2. Is the concept realistic? Water Resources Research 28, 2659–2666.
    5. Hydrologic Engineering Center. 2009. Hydrologic Modeling System HEC-HMS User’s manual, version3.4. U.S.Army Corps of Engineers.
    6. Jain, M. K., Kothyari, U. C. and Ranga Raju, K. G. 2004. A GIS based distributed rainfall–runoff model. J. Hydrology, 299(1–2), 107–135.
    7. Stuebe Miki M. and Douglas M. J. 1990. Runoff volume Estimation GIS Techniques. j. Water Resources Bulletin, 26(4), 611–620.
    8. Millero, F. J.; R. Feistel; D. J. Wright; T. J. McDougall. 2008. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale.Deep Sea Research, 55(1): 50-72.