Geostatistical methods to estimate the spatial distribution of snow depth in the watershed Skhvyd

Document Type : Original Article

Authors

1 Assistant Professor, College of Agriculture and Natural Resources Education Integrated ardakan

2 ‌Master student Watershed - School of Natural Resources, Yazd University

Abstract

Spatial distribution of snow reserves, in order to more accurately estimate the runoff from their understanding of the importance of water is snow. Spatial distribution of snow depth required to achieve the observational data and the compressed scale, be done. However, due to practical limitations, collect information, particularly on the scale, it is difficult and sometimes impossible. Methods can not measure the depth of snow in places, and also to estimate the extent of their use in this regard is essential. The study a range an area of 16 acres in the watershed Taft called the Skhvyd and using 216 data deep snow, using geostatistical kriging, Cokriging, Radial Basis Function (RBF) and inverse distance method (IDW) was. Variogram plotted snow depth was measured using 216 points. Variogram obtained showed that the most appropriate variogram model is exponential, so that the variogram has a Nugget of 0/05 and a Sill of 0/533, has been, which means that there is a strong spatial structure of the data. Variogram analysis and verification statistics (RMSE) between the methods of extraction methods showed that kriging is better in snow depth zonation. The results showed that the universal kriging,  kriging methods with minimum error (11/49) and the best estimate of snow depth in the study area.

Keywords


­حسنی پاک، ع.ا. 1377. زمین آمار (ژئواستاتیستک)، انتشارات دانشگاه تهران.
2­- محمدی، ج. 1380. مروری بر مبانی ژئواستاتیستیک و کاربرد آن در خاک‌شناسی، مجله علوم خاک و آب.
3- نجفی، م.، ج. شیخی‌وند و ج. پرهمت، 1383. برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوزه‌های برف‌گیر با استفاده از مدل SRM (مطالعه موردی حوزه‌ی سد مهاباد)، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.
4- شریفی، م.ر، م. آخوندعلی و ج. پرهمت. 1386. ارزیابی دور روش همبستگی خطی و کریجینگ معمولی به منظور برآورد توزیع مکانی عمق برف در حوزه آبخیز صمصامی، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران.
5- وفاخواه، م.، م. محسنی ساروی، م. مهدوی و س.ک. علوی پناه. 1387. کاربرد زمین آمار در برآورد عمق و چگالی برف در حوزه آبخیز اورازان، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران.
6- فتح‌زاده، ع. 1387. برآورد توزیع مکانی آب معادل برف در حوزه آبخیز کرج با استفاده از سنجش از دور و مدل بیلان انرژی، پایان‌نامه دکتری، دانشگاه تهران.
7- وزیری، ف. 1382. هیدرولوژی کاربردی در ایران- کتاب دوم: شناسایی یخچال‌های طبیعی در ایران، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور.
8- باقری فهرجی، ر. 1390. برآورد توزیع مکانی آب معادل برف در حوزه‌های آبخیز کوهستانی با استفاده از روش‌های زمین‌‌آمار (مطالعه موردی حوزه آلخیز بیداخوید)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد میبد.
9-Balk, B. & K. Elder. 2000.Combining binary decision tree and geostatistical methods to estimate snow distribution in a mountain watershed, Water Resources Research, 36:13-26.
10-Carrol, S.S. and N. Cressie. 1996.Acomparison of geostatistical methodologiesused to estimate snow water equivalent,Water Resources Bull., 32: 267-278.
11-Elder, K.,G. Dozier and J. Michaelsen. 1991. Snow Accumulation and Distribution in an Alpine Watershed, Water Resources Research, 27(7):1541-1552.
12-Elder, K., J. Michaelsen & J. Dozzier. 1995.Small basin modeling of snow water equivalence using binary regression tree methods, IAHS Publ., No. 228.
13-Elder, K., R. Rosenthal & R.E. Davis, 1998. Estimating the spatial distribution of snow water equivalence in a mountain watershed, Hydrological Processes, 12: 1793-1808.
14-Erickson, T.A., M.W. Williams and A. Winstral. 2005. Persistence oftopographic controls on the spatialdistribution of snow in rugged mountain, Colorado, United States, Water ResourcesResearch , 41:1-17.
15-Erxleben, J., K. Elder & R. Davis. 2002.Comparison of spatial interpolation methods for estimating snow stribution in Colorado Rocky Mountains, Hydrological Processes, 16: 3627-3649.
16-Hosang, J. and K. Dettwiler. 1991.Evalution of a water equivalent of snow cover map in a small catchment area using a geostatistical approach, Hydrological Processes, 5: 283-290.
17- Marchand, W.D. and A. Killingtveit. 2001. Analyses of the Relation between Spatial Snow Distribution and Terrain Characteristics, 58th  Estern Snow Conference Ottawa, Ontario, Canada.
18-Marchand, W.D. & A. Killingtveit. 2005.Statistical probability distribution of snow depth at the model sub-grid cell spatial scale, Hydrological Processes, 19: 355-369.
19-Molotch, N.P., M.T. Colee, R.C. Bales and J. Dozier. 2005.Estimating the spatial distribution of snow water equivalent in an alpine basin using binary regrnion tree models: the impact of digital elevation data independent variable selection, Hydrological Processes, 19:1459-1479.
20- Tapsoba, D., V. Fortin, F. Anctil and M. Hache. 2008. Use of the kriging technique with external drift for a map of the water equivalent of snow: application to the Gatineau River Basin, 32: 1. 289-297.
21­- Tryhorn, L., DeGaetano, Art. 2012. A methodology for statistically downscaling seasonal snow cover characteristics over the Northeastern United States, 10. 1002/joc. 3626.