برآورد رواناب رویداد مبنا در حوضۀ کوهستانی با استفاده از مدل توزیعی‌ـ فیزیکی GSSHA

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

مدل‌های توزیعی‌ـ فیزیکی در شبیه‌سازی فرایندهای رواناب سطحی در حوضه‏هایی با شرایط پیچیدۀ فیزیکی به جواب‌هایی با اعتمادپذیری بیشتر منجر می‏شوند. در این مطالعه مدل‌سازی فرایند بارش‌ـ رواناب در حوضۀ آبریز کوهستانی زیارت با استفاده از مدل توزیعی‌ـ فیزیکی GSSHA بررسی شده است. به این منظور نقشه‏های مدل رقوم ارتفاعی، نوع خاک و کاربری اراضی تهیه شده و سه رویداد برای واسنجی و دو رویداد برای صحت‏سنجی در نظر گرفته شد. معیارهای دقت برازش نش‌ـ ساتکلیف (NSE)، درصد خطای برآورد حجم (PEV)، درصد خطای برآورد دبی اوج (PETP) و درصد خطای برآورد زمان دبی اوج (PEP) و معیار بصری برای تحلیل نتایج استفاده شد. میانۀ معیارهای PEV، PEP و PETP در مراحل واسنجی و صحت‌سنجی به‌ترتیب 3/25 و 5/61، 5/5 و 8/11 و 8/4 و 0 بوده که نشان‌دهندۀ کم‌برآوردی حجم، دقت مناسب در دبی اوج و دقت بسیار خوب در زمان دبی اوج است. نیز بررسی بصری هیدروگراف‌های شبیه‌سازی و معیار NSE تأیید‌کنندۀ دقت مدل در شبیه‏سازی شکل هیدروگراف رواناب است. نتایج نشان می‏دهد اگر‏چه پارامتر رطوبت اولیۀ خاک در مرحلۀ صحت‏سنجی بر اساس یک تخمین اولیه در نظر گرفته شده، در مجموع دقت مدل در برآورد مشخصه‌های رواناب مناسب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Panday, Sorab; Huyakorn, Peter S. A fully coupled physically-based spatially-distributed model for evaluating surface/subsurface flow. Advances in water Resources, 2004, 27.4: 361-382.‏
[2]. Refsgaard, Jens Christian; Knudsen, Jesper. Operational validation and intercomparison of different types of hydrological models. Water Resources Research, 1996, 32.7: 2189-2202.‏
[3]. Refsgaard, Jens Christian; Storm, Borge; Refsgaard, Anders. Recent developments of the SystemeHydrologiqueEuropeen (SHE) towards the MIKE SHE. IAHS Publications-Series of Proceedings and Reports-Intern Assoc Hydrological Sciences, 1995, 231: 427.‏
[4]. Eidipour, Amin, et al. Flood Hydrograph Estimation Using GIUH Model in Ungauged Karst Basins (Case Study: Abolabbas Basin).‏
[5]. Adib, Arash; Salarijazi, Meysam; Najafpour, Khosro. Evaluation of synthetic outlet runoff assessment models. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 2010, 14.3
[6]. Adib, Arash, et al. Comparison between GCIUH-Clark, GIUH-Nash, Clark-IUH, and Nash-IUH models. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 2010, 34.2: 91-104.‏
[7]. Adib, Arash, et al. Comparison between characteristics of geomorphoclimatic instantaneous unit hydrograph be produced by GcIUH based Clark Model and Clark IUH model. Journal of Marine Science and Technology, 2011, 19.2: 201-209.‏
[8]. Senarath, Sharika US, et al. On the calibration and verification of twodimensional, distributed, Hortonian, continuous watershed models. Water Resources Research, 2000, 36.6: 1495-1510.‏
[9]. Ogden, Fred L., et al. GIS and distributed watershed models. II: Modules, interfaces, and models. Journal of Hydrologic Engineering, 2001, 6.6: 515-523.‏
[10]. Goodrich, David Charles. Geometric simplification of a distributed rainfall-runoff model over a range of basin scales. 1990.‏
[11].Grayson, Rodger B.; Moore, Ian D.; Mcmahon, Thomas A. Physically based hydrologic modeling: 1. A terrain‐based model for investigative purposes. Water resources research, 1992, 28.10: 2639-2658.‏
[12]. Downer, Charles W.; Ogden, Fred L. Prediction of runoff and soil moistures at the watershed scale: Effects of model complexity and parameter assignment. Water Resources Research, 2003, 39.3.‏
[13]. Niedzialek, Justin M.; Ogden, Fred L. Physics-based distributed rainfall-runoff modeling of urbanized watersheds revisited with GSSHA. In: World Water & Environmental Resources Congress 2003. 2003. p. 1-10.‏
[14]. Downer, Charles W.; Ogden, Fred L. GSSHA: Model to simulate diverse stream flow producing processes. Journal of Hydrologic Engineering, 2004, 9.3: 161-174.‏
[15]. Habib, Emad; Aduvala, Ananda V.; Meselhe, Ehab A. Analysis of radar-rainfall error characteristics and implications for streamflow simulation uncertainty. Hydrological sciences journal, 2008, 53.3: 568-587.‏
[16]. Paudel, Murari. An examination of distributed hydrologic modeling methods as compared with traditional lumped parameter approaches. 2010.‏
[17]. ELhassan, Almoutaz A., et al. Performance of a conceptual and physically based model in simulating the response of a semi‐urbanized watershed in San Antonio, Texas. Hydrological Processes, 2013, 27.24: 3394-3408.‏
[18]. Chintalapudi, Singaiah, et al. Physically Based, Hydrologic Model Results Based on Three Precipitation Products1. 2012.‏
[19]. Hamedi, Amirmasoud; Fuentes, Hector R. Comparative Effectiveness and Reliability of NEXRAD Data to Predict Outlet Hydrographs Using the GSSHA and HEC-HMS Hydrologic Models. In: World Environmental and Water Resources Congress 2015. 2015. p. 1444-1453.‏
[20]. Furl, Chad, et al. Hydrometeorological Analysis of Tropical Storm Hermine and Central Texas Flash Flooding, September 2010. Journal of Hydrometeorology, 2015, 16.6: 2311-2327.‏
[21]. Sith, Ratino; Nadaoka, Kazuo. Comparison of SWAT and GSSHA for High Time Resolution Prediction of Stream Flow and Sediment Concentration in a Small Agricultural Watershed. Hydrology, 2017, 4.2: 27.‏
[22]. Downer, C. W.; Ogden, F. L. Gridded surface subsurface hydrologic analysis (GSSHA) user’s manual. ERDC. CHL SR-06-1, United States Army Corps of Engineers, Engineering Research and Development Center, Vicksburg, 2006.‏
[23]. Johnson, Billy E.; Gerald, Terry K. Development of Nutrient Submodules for Use in the Gridded Surface Subsurface Hydrologic Analysis (gssha) Distributed Watershed MODEL1. 2006.‏
دوره 4، شماره 4
دی 1396
صفحه 1215-1225
  • تاریخ دریافت: 20 خرداد 1396
  • تاریخ بازنگری: 05 شهریور 1396
  • تاریخ پذیرش: 03 شهریور 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1396
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1396