برآورد اجزای بیلان منابع آب و تحلیل تغییرات با رویکرد مدل‎سازی و سنجش ‌از دور (محدوده مطالعاتی هشتگرد، استان البرز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 پژوهشکده مهندسی و مدیریت آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 شرکت آب منطقه‌ای البرز

چکیده

به منظور مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب، استفاده از مدل‌های هیدرولوژیکی به عنوان ابزاری مناسب در شبیه‌سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی مانند بیلان آب، می‌تواند بسیار مؤثر باشد. مدل‌های هیدرولوژیکی توزیعی با سلول‌بندی و حل معادلات در هر سلول، شبیه‌سازی هر یک از اجزای بیلان آب را انجام می‌دهند. در مطالعه حاضر به‌منظور برآورد و بررسی اجزای بیلان از مدل توزیعی WetSpass-M در محدوده مطالعاتی هشتگرد واقع در استان البرز استفاده شد و مدل برای 20 سال به‌صورت ماهانه اجرا گردید. به‌منظور واسنجی و صحت‌سنجی مدل ابتدا از داده‌های دبی ماهانه ایستگاه هیدرومتری به عنوان داده‌های مشاهداتی استفاده شد. رویکرد سنجش از دور و الگوریتم SEBAL نیز به منظور برآورد مجدد تبخیر و تعرق استفاده گردید و نتایج حاصل از دو رویکرد مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل در محدوده‌ مطالعاتی هشتگرد، میزان متوسط تبخیر و تعرق حقیقی و تغذیه آب زیرزمینی به ترتیب معادل 3/347 و 6/272 میلیون مترمکعب در سال برآورد گردید. همچنین مقادیر متوسط تبخیر و تعرق در دشت و ارتفاعات به ترتیب 241 و 3/106 میلیون مترمکعب محاسبه شد. حجم متوسط تغذیه سالانه در دشت معادل 197 میلیون مترمکعب شبیه‌سازی گردیده که این میزان برای ارتفاعات معادل 6/75 میلیون مترمکعب برآورد شده است. تحلیل تغییرات خروجی‌های مدل بر اساس انحراف معیار برای اجزای بیلان به تفکیک دشت و ارتفاعات نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان می‌دهد که پس از مؤلفه آبیاری، تبخیر و تعرق، تغذیه و بارندگی بیشترین تغییرات در طول دوره شبیه‌سازی را دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of Water Balance Components and Analysis of Variations Using Modeling and Remote Sensing Approaches (Hashtgerd Study Area, Alborz Province)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Babaei 1
  • Davood Mahmoodzadeh 2
  • Hamed Ketabchi 1
  • Tofigh Saadi 3
1 Department of Water Engineering and Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Research Institute of Water Engineering and Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Regional Water Company of Alborz
چکیده [English]

In order to management and planning of water resources, the use of hydrological models as a suitable tool can be very effective in simulating hydrological processes such as water balance. Distributed hydrological models is simulated each of the water balance parameters by cell basin formation and solving equations in each cell. In the present study, the WetSpass-M distributed model is used in order to estimate and evaluate the components of the balance of Hashtgerd study area in Alborz province and the model is monthly implemented for 20 years. In order to calibrate and validate the model, first the monthly flow data of the hydrometric station are used as observational data. The remote sensing approach (SEBAL algorithm) is applied to re-estimate evapotranspiration. Then, the results of the two approaches are evaluated and compared. According to the model results in the Hashtgerd study area, the mean annual values of evapotranspiration and groundwater recharge are estimated to be 347.3 and 272.6 MCM, respectively. Furthermore, the mean annual annual values of evapotranspiration for plain and mountains are 241 and 106.3 MCM, respectively. The mean annual recharge rate in the plain is equal to 197 MCM, while it is estimated to be 75.6 MCM for mountains. The variations analysis of model outputs is evaluated based on the standard deviation for the water balance parameters in the plains and mountains. The results show that after the irrigation component, evapotranspiration, recharge, and rainfall components have the most variations during the simulation period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water balance
  • Variations analysis
  • Groundwater recharge
  • WetSpass-M model
  • SEBAL Algorithm