شبیه سازی تراز‌ آب حوزه‌ی‌ آبخیز اهرچای با استفاده از مدل SWAT

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه محقق اردبیلی، گروه مهندسی آب

2 دانشیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی مغان- دانشگاه محقق اردبیلی

3 کارشناس ارشد، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

4 دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

بررسی تراز آب، برای شناخت چرخه‌‌‌ی آب‌شناسی بسیار مهم است، و تهیه و تدوین نقشه‌ی تراز آب در حوزه‌های آبخیز، نیاز به حجم زیادی از داده‌‌‌های مکانی و پردازش آن‌‌‌ها دارد. پس، ‌بهره‌مندی از فن‌آوری‌های نوین و مدل‌ها اجتناب‌‌‌ناپذیر است. در این پژوهش از مدل SWAT، که مدلی مفهومی و نیمه‌توزیعی است، برای شبیه‌سازی تراز آب حوزه‌‌‌ی آبخیز اهرچای، شهرستان اهر، استان آذربایجان‌‌‌شرقی استفاده شد. کارآیی این مدل نیز در شبیه‌‌‌‌‌سازی آب‌شناسی این منطقه‌ ارزیابی شد. براساس داده‌های هواشناسی، در دوره‌ی 1979-2010، ‌اندازه‌ی بارندگی و تبخیر-تعرق به‌ترتیب 559/8 و 299/1 میلی‌‌‌متر به‌دست آمد. برای مرحله‌‌‌ی واسنجی مدل سال‌‌‌های 1982 تا 2002 و برای اعتبارسنجی آن سال‌های 2003 تا 2010 منظور شد. تنظیم (کالیبراسیون) و اعتبارسنجی با نرم‌‌‌افزار SWAT CUP و الگوریتم PSO انجام شد. ضریب نش‌‌‌-ساتکلیف  در مرحله‌‌‌ی واسنجی برای متغیرهای آب‌دهی‌ جریان 0/39 و در مرحله‌‌‌ی اعتبارسنجی 6/7- به‌دست آمد. نتایج نشان داد که این مدل در شبیه‌سازی آب‌دهی جریان‌ کارآیی زیادی ندارد.‌ نابسندگی اطلاعات موردنیاز و متفاوت‌بودن داده‌های دوره‌‌‌های واسنجی و اعتبارسنجی از عوامل تأثیرگذار بر کاهش ضریب‌های کارآیی مدل بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of the AharChay Water Balance Using the SWAT Model

نویسندگان [English]

  • Majid Raoof 1
  • Yaser Hosseini 2
  • Gholamreza Atfi 3
  • Abazar Esmaliouri 4
1 Associate Professor, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
2 Moghan College of Agriculture and Natural resources, University of Mohaghegh Ardabili , Ardabil , Iran
3 MSc, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
4 Associate Professor Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
چکیده [English]

Study of water balance is absolutely important for investigation of the hydrology cycle, and preparation of water balance components in the watersheds requires many spatial data and their analyzing; so new technologies, models and tools such as GIS are needed. In this study, the SWAT model, which is a conceptual and semi-distributed model in the water and sediment balance simulation, was used in Aharchay watershed, Ahar, East Azarbayjan Province. Efficiency of the model in hydrologic simulation for this area is evaluated. Meteorology and hydrometers data of 1979-2010 was selected for this simulation; the average amount of rainfall and evapotranspiration were obtained 559.8 and 299.1 mm respectively. The period of 1982-2002 were used for calibration and 2003-2010 for validation. Calibration and validation processes were performed using SWAT-CUP software and PSO algorithm. Nash-Sutcliffe efficiency coefficients for water simulation were 0.39 for calibration and -6.7 for validation. Results showed that water balance simulation was not performed perfectly. Deficiency of required information and use of different data periods in calibration and validation were some of the effective factors which reduced the efficiency coefficients of the model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aharchay watershed
  • Simulation Water Balance
  • SUFI2 algorithm
  • SWAT model

مراجع

Ababaie B, Sohrabi T. 2009. Evaluation capability of SWAT model in Zayandeh Rood River Basin. J. of Water and Soil Conservation. 16(3):712–719.
Abbaspour KC, Yang J, Maximov I, Siber R, Bogner K, Mieleitner J, Zobrist J, Srinivasan R. 2007. Modelling hydrology and water quality in the pre-alpine/alpine Thur watershed using SWAT. Journal of Hydrology. 333 (2–4): 413–430.
Abdi A. 2008. Evaluation SWAT modle for determination of flow and sediment of Plasjan Catchment  of Zayandehrood River Basin. M.Sc. thesis. Shahrekord University.100. (In Persian).
Aghabaigi-Amin S, Ildorumi A, Noori HR, Haghighi-Kermanshahi A. 2016. Influence of the suspended sediment of the river from land use changes in Dinour Province Basin Kermanshah. Ecohyrology. 3(4):611–621. (In Persian).
Akbari H. 2010. Simulation daily flow of Chehelchay River of Golestan Province with SWAT model. MSc. thesis. University of Gorgan. 120. (In Persian).
Alansi AW, Amin MSM, Abdul Halim G, Shafri HZM, Aimrun W. 2009. Validation of  SWAT model for stream flow simulation and forecasting in Upper Bernam humid tropical river basin, Malaysia. Hydrology and Earth System Sciences. 6(1): 7581–7609.
Alizadeh A. 2012. Principles of applied hydrology. Ferdowsi University of Mashhad. 34th  edition. 608 p.
Bastani Alahabadi A, Tluri A,  Hoseini M.  2012. Use of SWAT 2009 for river simulation. 9th International River Engineering Conferences. Ahvaz. pp. 212–217. (In Persian).
Esmali A. Abdollahi Kh. 2011. Watershed management and soil conservation. University of Mohaghegh Ardabili. 574 . (In Persian).
Havrylenko SB, Bodoque JM, Srinivasan R, Zucarelli GV, Mercuri P. 2016. Assessment of the soil water content in the Pampas region using SWAT. Catena. 137(1): 298–309.
Hoseini M. 2014. Water balance simulation in Ghare-Sou Watershed, Kermanshah, using the SWAT model Watershed Engineering and Management. 6(1): 63–73. (In Persian).
Kavianpour MR, Sadat Mir Sane Z. 2011. Hydrological  simulation of Kashkan Basin with SWAT model. 4th Iran Water Resources Management Conference. Tehran. pp 165–172. (In Persian).
Moriasi DN, Arnold JG, Van Liew MW, Bingner RL, Harmel RD, Veith T.L. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE. 50 (3): 885–900.
Neitsch SL, Arnold JG, Kiniry JR, Williams J.R. 2005. Soil and water assessment tool theoretical documentation, Version 2005.
Rauf M, Azizie Mobser J, Salahshur A. 2017. Estimating hydrological and hydrogeological parameters of watershed using SWAT model (Case study: Balukhlu-Chay Basin). Water and Soil Science. 26(2): 173–185. (In Persian).
Refsgard JC, Knudsen J. 1996. Operational validation and intercomparison of different types of hydrological models. Water Resources Research. 32 (7):2189–2202.
Ruan H, Songbing Zou O, Yang D, Wang Y, Yin Zh, Zhixiang Lu O, Li F, Xu B. 2017. Runoff simulation by SWAT model using high-resolution gridded precipitation in the Upper Heihe River Basin, northeastern Tibetan Plateau. Water. 9(11): 1–22.
Salahshur A, Rauf M, Esmaly-Uri A. 2012. Simulation monthly flow of B alikhluchay River of Ardabil Province with SWAT model. National Conference on Organic and Conventional Agriculture. Ardabil. Pp. 261–270. (In Persian).
Shafiie M. 2009. Simulation hydrologic water balance of surface flow with SWAT and GIS(Case study: Nayshabur basin). M.Sc thesis. Mashhad University. 110 p. (In Persian).
Zaregarizi A, Talebi A. 2017. Simulation of water basin water balance using SWAT model (Case study:Ghara Su Basin, Gholestan Province). Journal of Water Management Systems. 9(3):37–50.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 بهمن 1394
  • تاریخ بازنگری: 13 تیر 1397
  • تاریخ پذیرش: 02 مرداد 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار