تحقیقات منابع آب ایران

تحقیقات منابع آب ایران

تحلیل حساسیت مدل هیدرولوژیکی بزرگ مقیاس VIC-3L در حوزه آبخیز قره‏سو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات کرمانشاه
10.22034/iwrr.2025.536057.2923
چکیده
مدل‌سازی هیدرولوژیکی با استفاده از مدل‌های نیمه‌توزیعی همچون VIC-3L که دارای ساختار سه‌لایه خاک و توانایی شبیه‌سازی فرآیندهای تبخیر-تعرق، نفوذ و رواناب سطحی هستند، رویکردی کارآمد برای تحلیل رفتار هیدرولوژیکی حوضه‌های آبخیز در مقیاس‌های مختلف فراهم می‌آورد. در این پژوهش، کارایی مدل VIC-3L در بازسازی جریان روزانه و مؤلفه‌های بیلان آبی حوضه کوهستانی قره‌سو واقع در استان کرمانشاه (به مساحت 5534 کیلومتر مربع) با شرایط اقلیمی نیمه‌خشک و پیچیدگی توپوگرافی بالا، با بهره‌گیری از داده‌های هیدرواقلیمی دوره 2008-1993 و مدل روندیابی Route مورد ارزیابی قرار گرفت.

براساس معیارهای آماری ضریب تبیین و ضریب کارایی ناش-ساتکلیف که به‌ترتیب در دوره واسنجی برابر 75/0 و 73/0 و در دوره صحت‌سنجی 72/0 و 74/0 به‌دست آمدند، مدل توانایی قابل قبولی در بازتولید هیدروگراف‌های روزانه از خود نشان داد. به‌منظور تعیین پارامترهای تأثیرگذار بر دقت شبیه‌سازی، تحلیل حساسیت به روش یک‌پارامتر در هر مرحله (OAT) در دو مرحله پیش و پس از واسنجی اعمال گردید. از مجموع 30 پارامتر مورد آزمون، 11 پارامتر به‌عنوان متغیرهای حساس شناسایی شدند که عمدتاً شامل ضریب منحنی نفوذ متغیر، ضریب جریان زیرسطحی، حداکثر دبی پایه، کسر رطوبت خاک و عمق لایه‌های مختلف خاک بودند. یافته‌ها نشان داد پارامترهای مرتبط با رفتار زیرسطحی خاک با نسبت حساسیت 85/0 تا 95/0 بیشترین تأثیر را در شبیه‌سازی رواناب و جریان پایه داشته‌اند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Multi-Regime Sensitivity Analysis of the VIC-3L Hydrological Model Using an OAT Approach in the Qareh-Sou Mountainous Watershed

نویسنده English

Golaleh Ghaffari
Assistant Professor, Department of Soil Conservation and Watershed Management, Research and Education Center for Agriculture and Natural Resources, Kermanshah Province, Iran, g.ghaffari@areeo.ac.ir, golale.ghafari@gmail.com
چکیده English

Semi-distributed hydrological models that incorporate three-layer soil structures with explicit representation of evapotranspiration, infiltration, and surface runoff processes demonstrate considerable capability for watershed-scale hydrological simulation. This study evaluates the performance of the Variable Infiltration Capacity model (VIC-3L) in simulating daily streamflow and water balance components for the Qareh-Sou mountainous watershed in Kermanshah Province, Iran (drainage area: 5,534 km²), characterized by semi-arid climate and complex topography. The assessment utilized hydrometeorological observations from 1993 to 2008, with streamflow routing performed using the Route model.

Model evaluation yielded a coefficient of determination (R²) and Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) of 0.75 and 0.73, respectively, during calibration, and 0.72 and 0.74 during validation, indicating satisfactory accuracy in reproducing observed daily hydrographs. To identify influential parameters, sensitivity analysis was conducted using the one-at-a-time (OAT) approach in both pre-calibration and post-calibration phases. Of the 30 parameters examined, 11 were identified as sensitive, including the variable infiltration curve parameter, subsurface flow coefficient, maximum baseflow parameter, soil moisture fraction, and soil layer depths. Results showed that parameters controlling subsurface soil behavior exerted the greatest influence (sensitivity ratios: 0.85–0.95) on runoff generation and baseflow simulation.

کلیدواژه‌ها English

VIC-3L model
sensitivity analysis
hydrological parameters

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 03 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری 15 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 15 آذر 1404