اولویت‌بندی حوزه آبخیز سردآبرود از نظر سیل‌خیزی با استفاده از مدل ‏SWAT

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد جغرافیا، دانشگاه یزد

2 استاد دانشکده منابع طبیعی دانشگاه یزد

3 دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه یزد

4 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه یزد

چکیده

سیلاب یک پدیده طبیعی است که هر ساله باعث به وجود آمدن خسارات سنگین جانی و مالی می‌شود و ‏جوامع ‏بشری آن را به عنوان یک واقعه اجتناب ناپذیر پذیرفته‌اند. در این تحقیق برای پیش‌بینی سیل‌خیزی ‏حوزه آبخیز ‏سردآبرود از مدل هیدرولوژیکی ‏SWAT‏ استفاده شد. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی کارایی مدل SWAT در پیش‌بینی سیلاب و اولویت‌بندی زیرحوزه‌ها در حوزه آبخیز سردآبرود می‌باشد. برای واسنجی مدل از برنامه ‏SUFI2‎‏ استفاده شد. بعد از اتمام واسنجی و ‏بهینه شدن مدل در منطقه ‏مطالعاتی اقدام به اعتبارسنجی مدل گردید. واسنجی مدل برای سال‌های ۲۰۰۳ تا ‏‏۲۰۰۹، و اعتبارسنجی نیز بر اساس ‏آمار سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۳ انجام پذیرفت. جهت تجزیه و تحلیل نتایج از شاخص‌های آماری ‏R2‎، ‏bR2‎‏ و ضریب نش ‏ساتکلیف استفاده گردید. پس از واسنجی مدل این ضرایب به‌ترتیب ‏‏۷۷/۰، ۶۳/۰، ۷۷/۰ و برای مرحله اعتبارسنجی ‏آن ۷۹/۰، ۷۶/۰ و ۷۱/۰ برآورد گردید. نتایج آنالیز حساسیت، 31 ‏پارامتر موثر بر رواناب نشان داد  ‏پارامترهای ثابت تخلیه آب زیرزمینی، زمان تاخیر آب ‏زیرزمینی و حداقل مقدار ذخیره آب لازم برای ایجاد جریان ‏پایه به ترتیب حساسیت بیش‌تری دارند. برای بررسی ‏سیل‌خیزی، حوزه آبخیز سردآبرود به ۲۴ ‏منطقه یا زیرحوضه تقسیم گردید. با توجه به نتایج حاصل از اجرای مدل SWAT و تغیر CN برای هر یک از زیرحوزه‌ها، زیر حوزه شماره ۶ با مقدار رواناب ۰۵/12۳ ‏رتبه اول و هم‌چنین زیرحوزه ‏شماره ۱۰ با مقدار 86/122 رتبه دوم را از نظر سیل‌خیزی دارا می‌باشد و زیرحوزه ‏شماره ۱ با مقدار ۳۳/۱۲ ‏کم‌ترین مقدار تولید رواناب را دارا می‌باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prioritization of Sardab-Rood watershed from flooding viewpoint using the SWAT model

نویسندگان [English]

  • Behnaz Saraie 1
  • Ali Talebi 2
  • Ahmad Mazidi 3
  • Sara Parvizi 4
1 Msc student of Geography, Faculty of Geography, Yazd University, Yazd, Iran
2 Professor of Hydrology, Faculty of Natural resources, Yazd University, yazd, Iran
3 Associate Professor of Geography, Faculty of Geography, yazd University, Yazd, Iran
4 M.Sc. Graduate, Department of Watershed Management Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Floods are a natural phenomenon that causes heavy losses of life and property and ‎human societies every year and people have accepted it as an inevitable event. In this research, to predict the flooding in Sardabrood basin ‎ SWAT hydrological model was used. Information needed for this research, ‎including topographic maps, land use, soil data, and meteorological data, data about daily ‎rainfall, temperature, and flow rate were prepared beforehand. SUFI2 program was used for model ‎calibration. After the calibration and optimization of the model, validation of the model in the ‎study area was done. The calibration of the model wad performed for the years 2003 to 2009 and validation was performed for ‎the years 2010 to 2013. To analyze the results of statistical indicators R2, bR2, and Nash Sutcliffe ‎coefficient were used. After model calibration the respective coefficients were, 0.77, 0.63, and 0.77  and ‎the respective validation coefficients were  0.79, 0.76, and 0.71. The sensitivity results of 31 parameters that are influential on runoff water showed that fixed parameters of groundwater base flow, its time, and the minimum amount of water necessary for groundwater base flow are more sensitive than other parameters. Number Sardabrood parameter curves were used for flood basin. Sardabrood basin was divided into 24 areas to study the flooding pattern. Finally using the above mentioned models it was concluded that sub basin No. (6)  had the first-rank with runoff 123.05, ‎‎sub basin No. (10) had the second rank with runoff in terms of flooding and sub basin No. 1 with a 12.33 has the least amount of runoff.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • flooding
  • flood management
  • SWAT model
  • Sardabrood basin
امیراحمدی ابوالقاسم، بهنیافر ابوالفضل، ابراهیمی مجید (1391)، ریز پهنه‌بندی خطر سیلاب در محدوده شهر سبزوار در راستای توسعه پایدار شهری، فصلنامه آمایش محیط، دوره 5، شماره 16، صص 32-17.

دهمرده‌قلعه‌نو محمد رضا، شهریاری علیرضا، صابری مرتضی، خطیبی رسول (1392)، بررسی چگونگی بهره‌‌برداری از منابع طبیعی و اثر آن بر بیابان‌زایی (مطالعه موردی: منطقه هامون سیستان)، فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، دوره 20، شماره 4، صص 685-679.

رئوف مجید، عزیزی‌مبصر جوانشیر، سلحشور آیت (1395)، تخمین پارامترهای هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی حوزه آبخیز با استفاده از مدل SWAT (مطالعه موردی: حوضه بالخلوچای)، نشریه دانش آب و خاک، دوره 26، شماره 2/4، صص 185-173.

زایری محمدرضا، شفاعی بجستان محمود (1397)، بررسی تأثیر حذف پیچانرود بر الگوی جریان و رسوب رود کارون با استفاده از نرم‌افزار CCHE2D، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی منابع آب، دوره 11، شماره 38، صص106-95.

سعادتی، حسین. (1381). بررسی اثرات کاربری اراضی بر روی شبیه سازی دبی روزانه با استفاده از مدل ‏‎SWAT‎‏ (مطالعه موردی: حوزه معرف کسیلیان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، ص 121.

 شریفی فرود، نوروزی غلامرضا (1381)، مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز، کلید توسعه منابع زیستی، مجله جنگل و مرتع، شماره 56، صص 33-22.

طالبی‌زاده، منصور. مرید، سعید. «کالیبراسیون وآنالیز عدم قطعیت یک مدل هیدرولوژی (SWAT) با روش SUFI در برآورد غلظت رسوب». سومین کنفرانس مدیریت منابع آب. دانشگاه تبریز، 23 تا 25 مهر 1387، صص 7-1.

علوی‌نیا، مرتضی. نصیری‌صالح، فرزین. «مقایسه مدل HSPF و مدل SWAT در شبیه‌سازی رسوب (مطالعه موردی: حوضه آبریز ابرو) ». پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، 14 تا 16 اردیبهشت 1389، صص 8-1.

علیزاده امین، ایزدی عزیزاله، داوری کامران، ضیایی علینقی، اخوان سمیرا، حمیدی زهرا (1392)، برآورد تبخیر- تعرق واقعی در مقیاس سال - حوضه با استفاده از ‎SWAT، مجله آبیاری و زهکشی ایران، دوره 7، شماره 2، صص 258-243.

کارآموز محمد، احمدی آزاده، طاهریان مسعود (1388)، ارزیابی اثرات بهترین راهکارهای مدیریتی در حوزه‌ی آبخیز بر بهره‌برداری کمی و کیفی مخزن، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، دوره 3، شماره 9، صص 17-9.

کریمی صادق (1394)، شبیه‌سازی رواناب با استفاده از شبکه عصبی موجکی (مطالعه‌ی موردی: حوزه‌ی آبخیز رود خرسان3)، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی منابع آب، دوره 8، شماره 24، صص 14-1.

کوچک‌زاده محمدحسین، نصیری‌صالح فرزین (1393)، بررسی کارایی استفاده از نتایج شبیه سازی آب سطحی در افزایش دقت شبیه‌سازی جریان آب زیرزمینی در آبخوان کم عمق دشت سیلاخور در استان لرستان، مهندسی عمران مدرس، دوره 14، شماره 3، صص 138-129.

Abbaspour, K.C., Rouholahnejad, E., Vaghefi, S., Srinivasan, R., Yang H, & Kløve, B. (2015). A continental-scale hydrology and water quality model for ‎Europe: Calibration and uncertainty of a high-resolution ‎large-scale SWAT model. Journal of Hydrology, 524, 733-752.

Arnold, J.G., (2001). Soil and water Assessment tool (Appendix A: Model fact sheets), http://www.brc.tamus.edu/SWAT/index.htm.

Betrie, G.D., Mohamed, Y.A., Van Griensven, A., & Srinivasan, R. (2011).Sediment management modeling in the Blue Nile Basin using SWAT model. Hydrology and Earth System Sciences,15(3), 807-818.

Gonz´alez-Lemos, S., Jim´enez-S´anchez M, M., & Stoll, H. (2015). Sediment transport during recent cave flooding events and characterization of speleothem archives of past flooding. Geomorphology, 1-50.

Nash, J.E., & Sutcliffe, T.E. (1970). River flow forecasting through Conceptual model, Part I. A discussion of principles.Journal of Hydrology, 10(3), 282-290.

Omani, N., Tajrishy, M., & Abrishamchi, A. (2007). Modeling of a river basin using the SWAT model and SUFI-2, 4th International Conference of SWAT Model. UNESCO-IHE Delft, Netherlands 4-6 July, 1-8.

Zhi, L., WenZhao, L., XunChang, Z.H., & FenLi, Z.H. (2010). Assessing and regulating the impacts of climate change on water resources in the Heihe watershed on the Loess Plateau of China. Science China Earth Sciences,53(5), 710-720