اثر دقت مكاني نقشه رقومي ارتفاع در واسنجي و برآورد رواناب و رسوب با استفاده از مدل SWAT-CUP

Impact of DEM cell size on calibration and predictions of runoff and sediment, using SWAT-CU P

به دليل اتكا به پارامترهاي متعدد، نيازمند اطلاعات ،SWAT مدل هاي مفهومي هيدرولوژيكي مانند مختلف و در نتيجه صرف وقت زياد جهت واسنجي هستند. از جمله مهم ترين اطلاعات مورد نياز، است كه دقت مكاني آن در ترسيم حوضه و شبيه سازي مدل موثر DEM مدل رقومي ارتفاع يا با دقت مكاني بالا بسيار پرهزينه است. در اين پژوهش تلاش DEM مي باشد و از طرفي تهيه نقشه شد تا اثر اندازه سلول هاي نقشه رقومي ارتفاع بر مقادير پارامترها و نتايج نهايي برآورد رواناب و با اندازه DEM در مقياس حوضه اي مورد ارزيابي قرار گيرد. به اين منظور از سه SWAT رسوب مدل 90 و 1000 متر براي شبيه سازي روزانه رواناب و رسوب در سطح حوضه آبريز گاماسياب ، سلولي 50 به دست مي آيند DEM استفاده شد. با توجه به اهداف پژوهش، پارامترهايي كه به طورمستقيم از نقشه مانند شيب زيرحوضه ها و شيب آبراهه ها، در واسنجي دخالت داده نشدند تا تاثير تغيير آن ها در ساير انجام شد كه از روش SWAT-CUP پارامترها ارزيابي گردد. واسنجي مدل با استفاده از نر م افزار نتايج نسبتاً DEM مدل سازي معكوس استفاده مي كند. نتايج نشان داد كه استفاده از دقت هاي مختلف يكساني را براي برآورد رواناب و رسوب در منطقه مطالعاتي به همراه دارد، هرچند تغييرات در برآورد رسوب بيشتر بود. علت اين شباهت در نتايج را مي توان مربوط به منطق مدل سازي معكوس در مرحله واسنجي دانست كه سري مشاهدات داده شده مي تواند از طريق چندين مجموعه پارامتر شبيه سازي گردد. در مجموع نتايج نشان داد كه با توجه به محدوديت در نوع اطلاعات در مرحله واسنجي، تفاوت مختلف مشاهده DEM چنداني در نتايج شبيه سازي هاي رواناب و رسوب به واسطه استفاده از اين سه نمي شود . واژه هاي كليدي :مدل SWAT ،حوضه گاماسياب، برآورد پارامترها ،(DEM) دقت نقشه رقومي ارتفاع

Hydrological conceptual models such as SWAT lay on numerous inputs and parameters that make calibration process complicated and time consuming. Digital Elevation Model (DEM) is one of the important inputs that its resolution affects watershed delineation and models simulations. However, DEM with more fine pixels is costly. This paper aims to assess the effect of DEM resolution on parameters calibration and estimation of runoff and sediment in the SWAT model. To this end, three sources of DEM with 50, 90 and 1000 meter pixel sizes are applied for daily rainfall-runoff and sediment simulation within the Gamasyab watershed. Furthermore the parameters, which are directly derived from DEM like watershed slope and river slope, are excluded from calibration process. The calibration of the model was done by SWAT-CUP that uses inverse modeling approach. It is observed that the runoff simulation results by the three DEMs are relatively similar. However, in case of sediment, the differences were a little more significant. The reason for these similarities can be attributed to the non-uniquness property of inverse modeling, in which an observe signal could be reproduced by many different parameter sets. Therefore, considering limitations about available observations for calibration process; significant improvement in results cannot be expected while using three DEM cell sizes. Keywords: SWAT model; DEM cell size; Gamasyab watershed; Parameters estimation