مدل‌سازي هيدرولوژيكي بالا دست حوضه فرامرزي هيرمند با استفاده از مدل SWAT

Hydrological Simulation of the Upper Hirmand Transboundary Catchment Using SWAT Model

يكي از چالش هاي عمده در مديريت منابع آب، بهره برداري از اين منابع در حوضه هاي آبريز مشترك مرزي مي باشد. واقعيتي كه هم اكنون كشور ايران در بهره برداري از رودخانه هيرمند سال ها است با آن مواجه مي باشد. در چنين وضعيتي، كاربرد يك مدل مفهومي بارش رواناب كه بتواند سناريوهاي مختلف مديريتي را شبيه سازي كند، ابزار مناسبي خواهد بود. در اين خصوص، مدل SWAT مي تواند انتخاب مناسبي باشد. با اين وجود، نياز به داده هاي هواشناسي و رواناب مشاهداتي از موانع جدي در پياده سازي چنين مدلي است. اين مشكل به خصوص در مناطقي مثل افغانستان با زيرساخت هاي ضعيف دوچندان است. به همين دليل، كاربرد آنها داراي مشكلات بيشتري خواهد بود. در مطالعه حاضر، به منظور بررسي توانايي مدل SWAT در شبيه سازي فرآيند بارش رواناب در مناطق با كمبود داده، حوضه بالادست رودخانه هيرمند به عنوان منطقه مطالعاتي انتخاب شد. بدين منظور، داده هاي رواناب ايستگاه دهرآوود از سال 1969 تا 1979 و بعضي داده هاي هواشناسي تهيه و براي واسنجي و اعتبارسنجي شبيه سازي ها به كار گرفته شد. نتايج اين بخش رضايت بخش بود، به طوري كه در مرحله واسنجي و اعتبارسنجي، ضرايب 2R در خروجي حوضه به ترتيب 76/0 و 70/0 به دست آمد. نكته قابل توجه آنكه با توجه به برفي بودن حوضه، استفاده از امكانات ElevationBand بخش برف مدل نيز تأثير قابل ملاحظه اي در بهبود نتايج به خصوص دبي پايه داشت. علاوه بر ارزيابي قبل، نقشه برف استخراج شده از دو تصوير ماهواره اي لندست در ماه فوريه 1973 و 1977 زماني كه حوضه نسبتاً پوشيده از برف است، با نقشه برف توليد شده از مدل مقايسه شد كه نتايح حاكي از اجراي خوب مدل بود، به طوري كه ضريب 2R در اين دو تاريخ به ترتيب 87/0 و 82/0 برآورد گرديد.

One of the major challenges in water resources management is the operation of trans boundary watershed. This has been experienced in case of Helmand River between Iran and Afghanistan since the last century. For such a situation, application of a conceptual rainfallrunoff models that can simulate management scenarios is a relevant tool. The SWAT model can be a relevant option in this regard. However, the required hydroclimatic data for them is a serious obstacle. Especially, this problem gets exacerbated in the case of Afghanistan with poor infrastructures. So, application of this type of model would be more problematic. This paper aims to investigate capabilities of SWAT for the simulation of rainfallrunoff processes in such a datascarce region and the upper catchment of Helmand River is used as the case study. For this purpose, discharge data of Dehraut station from 1969 to 1979 along with some metrological data were prepared and used to calibrate and validate the simulations. The results were acceptable and the coefficients of determinations (R2) during calibration and validation periods were 0.76 and 0.70, respectively. Notably, with respect to snowy condition of the basin, the elevation band option of the snow module of model had a significant effect on the results, especially in the base flows. Moreover, two Landsat satellite images during February 1973 and 1977 when the basin was partly covered with snow was prepared and compared with the SWAT outputs. Similarly, the results showed good performance of the model such that R2 were 0.87 and 0.82, respectively.