مقايسه اثرگذاري مدل‌هاي رقومي ارتفاع بر دقت و بهينه‌سازي مدل WRF-Hydro جهت پيش بيني وقوع سيل در حوضه ي آبريز پلرود

پيشينه و اهداف: هدف از اين تحقيق پيش بيني سيلاب و بررسي تاثير وضوح و ماهيت متفاوت مدل‌هاي رقومي ارتفاع (DEM)  بر شبيه‌سازي پيك سيلاب با استفاده از مدل WRF-Hydro در حوضه آبريز پلرود در سواحل جنوب غربي درياي خزر است. روش ها: در اين تحقيق براي سه رويداد سيل در تاريخ هاي 03.2016/27،04.2019/01 و 03.2021/21 از دو DEM با ماهيت هيدرولوژي(HYDROSHEDS، MERIT) و يك DEM با كاربرد توپوگرافي و زمين شناسي (SRTM 30m) جهت داده ورودي پيش پردازش مدل WRF-Hydro استفاده شده است. در نهايت براي هر پيش­پردازش با ورودي DEM متفاوت، پارامترهايي كه بيش‌ترين تأثير را بر روي مقدار پيك سيلاب و شكل هيدروگراف دارند بهينه شدند. اين پارامترها به ترتيب REFDK (هدايت هيدروليكي اشباع) ، REFKDT(پارامتر نفوذ) و MANN(ضريب زبري كانال) هستند. يك بازه احتمالي براي مقدار هر پارامتر تخمين زده شد و سپس در گام بعدي با مقايسه هيدروگراف شبيه سازي شده و هيدروگراف مشاهداتي مقدار بهينه براي هر پارامتر تعيين گرديد. يافته‌ها: از ميان مدل‌هاي رقومي ارتفاع، MERIT DEM بهترين نتايج را نشان مي‌دهد و ميزان خطا در هر سه تاريخ واسنجي به ترتيب برابر با 2.3- ، 0.15- و 5.92- مي‌باشد. پس از MERIT DEM، مدل رقومي ارتفاع SRTM USGS 30m به ترتيب با مقدار خطاي نسبي 0.45 ، 4.4 و 14.2 براي هر سه رويداد بهترين نتايج را ارائه مي‌دهد. باتوجه به نتايج خروجي مدل و داده‌هاي مشاهداتي، دو پارامتر REFDK و ضريب مانينگ بيش‌ترين اثر را در بهينه‌سازي نتايج مدل داشتند. پارامتر مانينگ اثر قابل توجهي بر زمان عبور جريان دارد به طوري كه هرچه مقدار MANN كم‌تر باشد زمان انتقال سريع‌تر و جريان بيش‌تري توليد مي‌شود. نتيجه‌گيري: مدل‌هاي رقومي ارتفاع با ماهيت هيدرولوژي مي‌توانند اثر بهتري بر نتايج خروجي مدل WRF-Hydro بگذارند. از سوي ديگر پارامترهاي بهينه‌سازي مدل WRF-Hydro اثر قابل ملاحظه‌اي بر نتايج مي‌گذارند. باتوجه به حوضه مورد مطالعه، داده‌هاي بارش، مدل‌هاي رقومي ارتفاع و وضوح Geogrid با تفكيك بهتر بسيار حايز اهميت است. تركيب مدل‌هاي عددي وضع هوا با مدل‌هاي هيدرولوژيكي ضمن افزايش زمان پيش‌هشدار سيلاب، از توانايي قابل قبولي در پيش‌بيني سيلاب برخوردار است. بنابراين پيشنهاد مي‌گردد كه در تدوين و توسعه سيستم هشدار سيلاب در حوضه‌هاي سيل‌خيز كشور از مدلWRF  در تركيب با مدل هيدرولوژيكي WRF-Hydro جهت پيش‌بيني سيلاب استفاده شود.