شبيهسازي جريان رودخانه با استفاده از مدل هيدرولوژيكي- توزيعيWetSpa در حوزه آبخيز چهلچاي در استان گلستان

Streamflow Simulation using Spatially Distributed Hydrologic Model, WetSpa in Chehel-Chai Watershed in Golestan Province

چكيده در پايه زماني روزانه ارايه WetSpa در اين مقاله كاربرد مدل هيدرولوژيكي توزيعي مكاني تركيب و هيدروگراف GIS مي شود. مدل دادههاي ارتفاع، كاربري اراضي، و خاك را با استفاده از جريان روزانه رودخانه و توزيع مكاني ويژگيهاي هيدرولوژيكي حوزه را پيشبيني ميكند. مدل براي محاسبه رواناب از روش استدلالي اصلاح شده (روش ضريب رواناب مبتني بر WetSpa رطوبت خاك) استفاده ميكند. رواناب حوزه با استفاده از مدل انتقال موج پخشي مبتني بر شيب، سرعت جريان و ويژگيهاي توزيعي در طول مسيرهاي جريان رونديابي ميشود. آبخيز چهلچاي با 254 كيلومترمربع در شرق استان گلستان واقع شده است. دامنه تغييرات ارتفاعي / مساحتي حدود 9 766/ حوزه بين 194 تا 2547 متر، شيب متوسط 34 درصد و بارش ميانگن سالانه حوزه تقريبا 5 ميلي متر مي باشد. دادههاي آب و هواشناسي سالهاي 1381 تا 1385 شامل داده بارش از سه ايستگاه (لزوره، دوزين و نراب)، دما و تبخير اندازهگيري شده از 2 ايستگاه (لزوره و دوزين)، به عنوان داده هاي ورودي مدل استفاده شد. سه نقشه پايه شامل توپوگرافي، كاربري اراضي و تيپ خاك با اندازه 1 تهيه شدند. آنگاه هيدروگرافهاي شبيهسازي شده با GIS سلول هاي 90 متر در 90 متر در هيدروگرافهاي اندازهگيري شده براي همان دورههاي 3 و 2 ساله موجود مقايسه شدند. نتايج شبيه سازي تطابق به نسبت خوبي بين هيدروگرافهاي محاسبه شده و اندازهگيري شده در خروجي حوزه نشان داد. مدل بر اساس معيار ناش- ساتكليف، هيدروگرافهاي روزانه را با دقت نسبتاً خوبي بيش از 50 و 57 درصد به ترتيب براي دورههاي واسنجي و ارزيابي برآورد كرد. WetSpa ، واژههاي كليدي: آبخيز چهلچاي، شبيهسازي جريان، مدل هيدرولوژيكي توزيعي

An application of a spatially distributed hydrologic model WetSpa working on a daily time scale is presented in this paper. The model combines elevation; soil and land use data within GIS, and predicts flood hydrograph and the spatial distribution of hydrologic characteristics through a watershed. WetSpa model uses a modified rational method to calculate runoff .The runoff is routed through the basin along flow paths using a diffusive wave transfer model that depending upon slope, flow velocity and dissipation characteristic along the flow lines. The Chehel-chai basin is located in the east of Golestan Province with an area of 254.9 km2. Elevation rangs from 194 to 2547 m and a mean slope is 34%. The mean annual precipitation in the catchment is 766.5 mm. Daily hydrometeorological data from 2002 to 2006, including precipitation data from three stations (Lazoreh, Dozin, and Narab), temperature and evaporation data from two stations (Lazoreh, Dozin) were used as input to the model. Three base maps, i.e. DEM, land use and soil types are prepared in GIS form using 90×90 m cell size. Simulated hydrographs are compared with measured hydrographs which are available for the same 2 and 3 year periods. Results of the simulations show a rather good agreement between calculated and measured hydrographs. The model predicts the daily hydrographs with a rather good accuracy, more than 50 and 57% for calibration and validation periods respectively according to the Nash-Sutcliff criterion. Keywords: Chehel-Chai basin; Distributed hydrologic model; Stream flow simulation; WetSpa.1