شبيه سازي بيلان آب حوضه آبخيز با استفاده از مدل SWAT (مطالعه موردي: حوضه قره سو استان گلستان)

Water balance simulation for the Ghare-Sou Watershed, Golestan, using the SWAT model

در اين تحقيق، بيلان آبي حوضه قره سو استان گلستان با استفاده از مدل SWAT شبيه سازي شد. هدف اصليِ تحقيق، آزمون كارايي مدل و قابليت استفاده از آن به عنوان شبيه ساز بيلان آب در آبخيز قره سو مي باشد. ابتدا اطلاعات ورودي مدل تهيه و مدل با اين داده ها اجرا شد. به منظور مشخص كردن پارامترهاي مهم مدل، آناليز حساسيت با روش «هر بار يك پارامتر» انجام شد. سپس واسنجي مدل به صورت دستي و سپس با روش خودكارِ SUFI2 انجام شد. به منظور كاهش عدم قطعيت، اجزاي مختلف بيلان آب در واسنجي در نظر گرفته شد و از داده هاي مشاهداتي چندين ايستگاه اندازه گيري به طور هم زمان استفاده شد. نتايج تحقيق نشان داد كه، مدل SWAT براي شبيه سازي هيدرولوژي حوضه قره سو از كارايي مناسبي برخوردار است. دقت شبيه سازي دبي ماهانه در ايستگاه سياه آب (خروجي حوضه) با استفاده از شاخص نش-ساتكليف در دوره واسنجي ۰/۶ و با شاخص R2، ۰/۶۵، و در دوره اعتبارسنجي به ترتيب ۰/۳۶ و ۰/۶۲ بدست آمد. براي شاخص هاي ارزيابي عدم قطعيت نيز مقادير قابل قبولي بدست آمد. P-فاكتور و R-فاكتور، براي دوره واسنجي به ترتيب ۰/۷۷ و ۱/۲۳ و براي دوره اعتبارسنجي به ترتيب ۰/۹۷ و ۱/۷۳ محاسبه شد. بر اساس نتايج شبيه سازيِ مدل، به طور متوسط حدود 67% بارش از طريق تبخير و تعرق وارد اتمسفر مي شود، 17% آن به صورت رواناب سطحي و جريان جانبي به آبراهه ها وارد مي شود و 16% نفوذ يافته و وارد سفره زيرزميني مي شود. اين تحقيق اطلاعات مفيدي را در مورد بيلان آبي حوضه قره سو فراهم نموده و به برنامه ريزي دقيق تر منابع آب در اين حوضه كمك مي كند.

In this study، water balance of Ghare-sou watershed، was simulated using the SWAT model. The main objective of the study was to test the performance of SWAT and the feasibility of using this model as a water balance simulator for Ghare-sou watershed. The required input data were collected and the model was run. A parameters sensitivity analysis was performed using OAT method to determine the most important parameters. Model calibration was first performed manually and then automatically using SUFI2 algorithm. In order to reduce uncertainty، a number of hydrological components as well as a number of subcatchments were used simultaneously in the calibration and validation. The results showed that، the SWAT model performance for simulation of Ghare-sou watershed hydrology is satisfactory. During calibration، the simulated monthly flows in Syah-ab station (outlet of the watershed) matched the observed values with a Nash-Sutcliffe coefficient of 0. 6 and a coefficient of determination (R2) 0.65. These values were 0.36 and 0.62 during the validation. The values obtained for uncertainty assessment indicators were also satisfactory. P-factor and R-factor for the calibration period were 0.77 and 1.23 respectively and for the validation period were 0.97 and 1.73 respectively. Based on the model simulation، about 67% of the precipitation returns to the atmosphere through evapotranspiration process، about 17% runs off over land and moves toward the stream networks، about 16% percolates to the aquifer. This study provides useful information about water balance of the Ghare-sou watershed and helps better water resources planning for this watershed.