تعيين ضريب برف به‌منظور مدل‌سازي ذوب برف در حوزه آبخيز شمشك با استفاده از مدل WetSpa

Determining the Snow Coefficient in order to Simulate the Snow Melting in the Shemshak Watershed Using the WetSpa Model

پديده ذوب برف در مناطق كوهستاني كه برف بخشي از بارش اين مناطق را شامل مي‌شود، ازجمله موارد مهم فعاليت‌هاي هيدرولوژيكي و هيدروليكي است كه بايد نقش آن در ايجاد رواناب به‌صورت مستقل بررسي گردد. در اين مطالعه حوزه آبخيز شمشك در استان تهران در مقطع زماني 12 ساله (1381 تا 1393) جهت مقايسه و بررسي كارايي مدل هيدرولوژيكي WetSpa در شبيه‌سازي رواناب ناشي از ذوب برف انتخاب شد. مدل توزيعي – مكاني WetSpa فرآيندهاي مختلف هيدرولوژيكي ازجمله شبيه‌سازي ذوب برف را با استفاده از روش درجه – روز به‌صورت سلولي و در گام زماني ساعتي و روزانه انجام مي‌دهد. در اين تحقيق مدل WetSpa با استفاده از داده‌هاي هواشناسي و هيدرومتري روزانه (دما، بارش، تبخير و دبي) و نقشه‌هاي (كاربري اراضي، بافت خاك و مدل رقومي ارتفاع) فرآيندهاي هيدرولوژيكي مختلف را شبيه‌سازي مي‌نمايد. نتايج حاصل از ارزيابي مدل WetSpa براي شبيه‌سازي هيدروگراف روزانه با توجه به معيار ارزيابي نش – ساتكليف برابر 71/3 درصد و معيار كلينگ- گوپتا آن نيز برابر 83 درصد مي­باشند. با توجه به نتايج مذكور مدل WetSpa داراي قابليت مناسبي در شبيه‌سازي رواناب ناشي از ذوب برف در گام زماني روزانه است. همچنين ضريب برف براي منطقه مورد نظر نيز 0/28 بدست آمده است.

In mountainous regions, snow forms a part of the precipitation. Therefore, snow melting is an important process in hydrology and hydraulic in these areas that its role should be considered independently in runoff generation. The Shemshak watershed basin located in Tehran province was selected as the study area of this research to examine the efficiency of the WetSpa hydrologic model to simulate the runoff generated from snow melting in a 12-year period (2002-2014). Spatially distributed model of WetSpa simulates various hydrological processes such as snow melting using degree-day method in a cell and on hourly and daily time scales. Different hydrologic processes in this research are simulated by the WetSpa model using climatic data (rainfall, temperature, evaporation, and discharge) and spatial maps (land use, soil texture, and Digital Elevation Model). Evaluation of the model performance to simulate the daily hydrograph based on the Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta showed that the values of these criteria are 71.3 percent and 83 percent, respectively. based on the results, the WetSpa model has a good capability to simulate the runoff generated from snow melting in the daily time scale. Also, the snow coefficient for the study region was 0.28.