اثر دقت مكاني مدل هاي رقومي ارتفاعي بر شبيه سازي هيدرولوژيكي

مدل ارتفاعي رقومي يكي از مهم­ترين داده­ هاي مورد نياز در مدل­سازي حوزه آبخيز با مدل­هاي هيدرولوژيكي است كه دقت مكاني آن تاثير بسزايي در صحت شبيه ­سازي فرايندهاي هيدرولوژيكي دارد. مطالعات مختلف با مدل پركاربرد SWAT نشان داده ­اند كه نتايج شبيه­ سازي اين مدل به كيفيت داده­ هاي توپوگرافي بسيار حساس است. هدف اين مطالعه ارزيابي اثر دقت مكاني سه نوع مدل ارتفاعي رقومي ASTER (دقت مكاني30 متر)، SRTM (دقت مكاني 90 متر) و GTOPO30 (دقت مكاني 1000 متر) بر عدم اطمينان نتايج شبيه ­سازي دبي و نيترات كل در حوزه آبخيز تالار در استان مازندران مي ­باشد. با كاهش دقت مكاني از 30 به 1000 متر خصوصيات فيزوگرافي حوزه مانند تعداد واحدهاي هيدرولوژيكي كاهش ولي ميانگين شيب حوزه و ميانگين حداقل و حداكثر ارتفاع افزايش مي يابد و همچنين ترسيم مسير آبراهه نيز به­ شدت متاثر از دقت مكاني DEM مي ­باشد. بهترين نتايج حاصل از واسنجي و صحت­ سنجي دبي ماهانه در ايستگاه شيرگاه براي مدل ارتفاعي رقومي ASTER حاصل شد. ضريب R2 و NS در دوره واسنجي به ترتيب 71/0 و 68/0 و در دوره صحت­سنجي 70/0 و 54/0 بدست آمد. در نهايت با محاسبه ­ي خطاي نسبي نتايج حاصل از شبيه سازي با SRTM و GTOPO30 نسبت به ASTER مشخص شد كه با افزايش دقت مكاني از 30 به 90 متر مدل در شبيه ­سازي دبي و نيترات كل در اكثر ماه­ها بيش ­تخميني اما با افزايش دقت مكاني از 30 به 1000 متر مدل در شبيه­ سازي اين دو پارامتر در تمامي ماه­ها در دوره­ ي شبيه ­سازي كم­ تخميني داشته است. نتايج پژوهش حاضر نشان داد دقت شبيه ­سازي دبي و نيترات كل با مدل ارتفاعي رقومي ASTER داراي بالاترين قدرت تفكيك مكاني بهترين شبيه سازي را نسبت به SRTM و GTOPO30 ارئه مي­ كند.

Digital Elevation Model is one of the most important data for watershed modeling whit hydrological models that it has a significant impact on hydrological processes simulation. Several studies by the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) as useful Tool have indicated that the simulation results of this model is very sensitive to the quality of topographic data. The aim of this study is evaluating the spatial resolution effect of three type's digital elevation model such as ASTER (30 m), SRTM (90 m) and GTOPO30 (1000 m) on the uncertainty of results for flow and total nitrogen simulation. With increasing spatial resolution of 30 to 1,000 m physiographic characteristics such as the number HRU reduced but the average slope and the average minimum and maximum elevation increased. Furthermore, the channel drawing is heavily affected by the spatial resolution of DEM. The Best results of monthly calibration and validation are obtained in Shirgah station for ASTER digital elevation model. R2 and NS coefficient obtained 0.71 and 0.68 for during calibration period and 0.70 and 0.54 during validation period, respectively. Finally, calculated relative error of SRTM and GTOPO30 simulation results compared with ASTER. The results shows that the model overestimated flow and nitrate by increasing spatial resolution 30 to 90m and underestimated these two parameters by increasing spatial resolution 90 to 1000m. The results of this study showed that the accuracy simulation of discharge and total nitrate with the ASTER with the highest spatial resolution presented the best simulation compared to SRTM and GTOPO30 which this is due to the improvement of important physiographic properties, such as slope length and gradient and thus better simulation of hydrological processes.