شبيه سازي فرآيند بارش- رواناب در حوضه آبريز قره سو با استفاده از مدل WMS

Simulation of the rainfall - runoff process in the Gharasoo catchment using WMS model

برآورد رواناب حاصل از بارش هاي جوي اهميت خاصي در مطالعات هيدرولوژي، مديريت حوضه هاي آبخيز و حفاظت آب و خاك دارد. استفاده از مدل هاي شبيه ساز بارش- رواناب همانند WMS در سال هاي اخير گسترش فراواني يافته است. اين مدل با تلفيق امكانات GIS و مدل هاي هيدرولوژيكي رايج به ابزاري قدرتمند براي شبيه سازي فرآيندهاي هيدرولوژيكي حوضه هاي آبخيز تبديل شده است. در اين مطالعه براي پيش بيني سيلاب حاصل از بارش حوضه آبريز قره سو در نرم افزار WMS، مدل HEC-HMS انتخاب شد. بدين منظور ابتدا مدل ارتفاعي رقومي در محيط نرم افزار Arc GIS ساخته شده و پس از انجام اصلاحات لازم وارد محيط WMS گرديد. سپس با كمك مدل TOPAZ شبكه رودخانه ها، مرز حوضه و زيرحوضه ها و همچنين خصوصيات فيزيوگرافي زيرحوضه ها تعيين گرديد. براي كاليبره كردن مدل سه رگبار مشاهده اي در زيرحوضه هاي مورد مطالعه به همراه سه سيل همزمان در خروجي هر زيرحوضه انتخاب شد. با بهينه سازي پارامترهاي شماره منحني، تلفات اوليه و زمان تاخير بر اساس دو هيدروگراف مشاهده اي، مدل واسنجي و با استفاده از هيدروگراف مشاهده اي ديگر، مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان از برازش مناسب دبي اوج هيدروگراف هاي مشاهده اي و هيدروگراف هاي شبيه سازي شده دارد و اختلاف زماني در رسيدن به اوج نيز مساوي يا كمتر از 90 دقيقه برآورد گرديد. نتايج حاصل از آناليز حساسيت مدل نسبت به تغييرات رطوبت اوليه خاك نيز نشان داد كه مقدار دبي اوج حساسيت قابل ملاحظه اي نسبت به تغييرات رطوبت اوليه خاك دارد.

Estimation of runoff from atmospheric rainfall has particular importance in studies of hydrology project, watershed management and soil and water conservation. The use of models to simulation rainfall- runoff such as WMS has greatly expanded in recent years. This model by combines GIS facilities and common hydrological models has become a powerful tool to simulate the hydrological processes in watershed. In this study to predict floods from rainfall in the Gharasoo catchment by WMS software HEC-HMS model was chosen. For this purpose the digital elevation model in GIS software was made and after the necessary modifications exported to WMS model area. Then with the help of TOPAZ model, river network, watershed and sub basins boundaries and the sub basins physiographic characteristics were determined. To calibrate the model three measured rainfall in sub basins with three simultaneous outputs hydrograph were selected. Based on two observed hydrograph and optimizing the curve number, initial losses and lag time the model was calibrated and by using other hydrograph, was evaluated. The results show the good agreement of the observed hydrograph peak discharge and simulated hydrograph. Also result showed the time difference to reach the peak equal to or less than 90 minutes was estimated. Results of the analysis of model sensitivity to initial soil moisture changes also showed that peak discharge has a significant amount of sensitivity to initial soil moisture changes.