شناسايي و آماده سازي منابع مناسب داده هاي هواشناسي مبتني بر GIS براي شبيه سازي با استفاده از مدل هاي هيدرولوژيكي نيمه توزيعي

GIS-based Identification and Preparation of Suitable Climatological Data Sources for Simulation Using Semi-Distributed Hydrological Models

با توجه به تنوع منابع داده هاي هواشناسي، موضوع شناسايي منابع مناسب و بررسي تاثير به كارگيري آن ها بر شبيه سازي هيدرولوژيكي، اهميت دارد. همچنين از آنجا كه مدل هاي نيمه توزيعي هيدرولوژيكي از روش هاي مختلف بعضا مبتني بر فرضيات ساده كننده براي آماده سازي داده هاي هواشناسي، براي نمونه پهنه اي نمودن داده هاي نقطه اي، استفاده مي نمايند، بررسي اثر روش هاي مختلف موضوع مهمي است. با اين توجه، در اين پژوهش منابع مختلف داده اي و روش هاي مختلف درون يابي مكاني بارش با استفاده از مدل SWAT در حوضه رودخانه مهاباد چاي مورد ارزيابي قرار گرفت. منابع مختلف داده هاي هواشناسي شامل اندازه گيري هاي زميني بارش در ايستگاه هاي هواشناسي وزارت نيرو و سازمان هواشناسي و همچنين داده هاي باز تحليل شده CFSR در كنار روش هاي مختلف درون يابي مكاني، شامل نزديك ترين همسايگي (NN) و وزن دهي معكوس فاصله (IDW)، جهت فراهم سازي داده ورودي مدل SWAT در چارچوب يك ماژول محاسباتي توسعه يافته در محيط ArcMap بكار گرفته شد و نتايج پس از واسنجي پارامترهاي مدل SWAT مورد مقايسه قرار گرفت. شبيه سازي رواناب روزانه براي يك دوره 36 ساله با استفاده از داده هاي بازتحليل شده CFSR، بعد از واسنجي منجر به شاخص NS برابر با 0/57 گرديد كه در مقايسه با استفاده از داده هاي بارش مربوط به ايستگاه هاي زميني كه منجر به شاخص NS برابر با 0/38 شده، مطلوب تر است. مقايسه دو روش درون يابي مكاني براي پهنه اي نمودن داده هاي بارش نشان داد كه روش IDW بر روش NN برتري قابل توجه دارد بطوريكه شاخص NS براي روش اول برابر 0/79 و براي روش دوم برابر 0/56 به دست آمد.

Regarding to various sources of climatological data, identification of suitable sources and investigation of their usage effects on hydrological simulation is an important issue. Moreover, given that hydrological models employ different methods for preparation of climatological data, e.g. spatial interpolation of point climatological data, evaluation of the effects of different methods on hydrological simulation’s result is an important issue. Accordingly, this paper deals with different data sources and spatial interpolation of precipitation that are investigated in hydrological simulation of Mahabad Chai River Basin using SWAT model. Different climatological sources, i.e. field measurements of meteorological stations of MOE and IRIMO as well as reanalyzed data of CFSR project, and different interpolation methods, i.e. nearest neighborhood (NN) and inverse distance method (IDW) were employed and compared for preparation of inputs of SWAT model using a developed computational module in Module Builder framework of ArcMap. Then parameters sensitivity analysis, estimation and model validation were performed based on a period of 36-years monthly streamflow record. Results showed using CFSR data leads to Nash-Sutcliffe (NS) value of 0.58 as compared to climatological stations’ data which leads to NS value of 0.38. Additionally, IDW method showed a better performance significantly than the NN method, so that their NS index values were 0.79 and 0.56, respectively