تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,113,835 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,217,535 |
شبیهسازی مولفههای بیلان آبی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی TOPKAPI-X (مطالعه موردی: حوزه آبخیز کشکان) | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 55، شماره 4، تیر 1403، صفحه 637-651 اصل مقاله (1.83 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2024.368575.669616 | ||
نویسندگان | ||
محمدمهدی آرتیمانی1؛ حسین زینی وند* 2؛ ناصر طهماسبی پور3 | ||
1دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری گرایش آب، گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی ، دانشگاه لرستان ، خرم آباد، ایران | ||
2دانشیار گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران | ||
3گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری ، دانشکده منابع طبیعی ، دانشگاه لرستان ، خرم آباد، ایران | ||
چکیده | ||
با توجه به اهمیت شناخت و آگاهی از وضعیت بیلان آبی حوزههایآبخیز و تحلیل رفتار هیدرولوژیکی حوضهها، برای برنامهریزی و اجرای طرحهای مرتبط با آب، لزوم استفاده از فناوریهای نوین در پیشبینی مولفههای بیلان آبی بیش از پیش مشهود است. بر این اساس در حوزه آبخیز کشکان با بکارگیری مدل هیدرولوژیکی TOPKAPI-X مولفههای بیلان آب حوضه بر اساس طراحی شبکه سلولی شبیهسازی گردید. نقشههای، کاربری اراضی، نقطه خروجی، بافت خاک، مدل ارتفاعی رقومی و سریهای زمانی پیوسته دما، بارش و دبی در گام زمانی روزانه ورودیهای اصلی مدل میباشند. مدل در هر شبکه سلولی با توجه به پارامترهای موثر در بیلان آبی، موازنه بیلان آبی کل دوره را برقرار مینماید. واسنجی مدل برای 15 سال ابتدایی دوره آماری (1999 تا 2014 میلادی) و اعتبارسنجی مدل برای دوره 6 ساله انتهایی (2014 تا 2020میلادی) لحاظ شده است. بر طبق نتایج شبیهسازی 02/27 و 28/43 درصد کل بارش حوضه کشکان بصورت رواناب کل از حوضه خارج شده (به ترتیب در دوره واسنجی و اعتبارسنحی) که با داده مشاهداتی در ایستگاه آبسنجی خروجی حوضه مطابقت دارد. در ادامه برای ارزیابی کارایی مدل، مقادیر شبیهسازی شده در هر دو دوره آماری با استفاده از دادههای مشاهداتی بارش و دبی مورد مقایسه قرار گرفت. روشهای آماری همانند معیار ارزیابی ناش- ساتکلیف نشان داد مدل TOPKAPI-X با دقت نسبتا خوبی (ضریب بالای 60 درصد) مولفههای بیلان آبی نظیر تبخیر واقعی و پنانسیل، نفوذ و مقدار رواناب خصوصا رواناب کل را در این حوضه پیشبینی نمود. | ||
کلیدواژهها | ||
مدل توزیعی مکانی؛ شبیه سازی جریان؛ حوزه آبخیز کرخه؛ TOPKAPI-X | ||
مراجع | ||
Amini, MA., Torkan, GH., Eslamian, SS., Zareian, MJ., & Besalatpour, AA. (2019) Assessment of SWAT hydrological model in catchments' water balance simulation located in semi-arid regions (Case study: Zayandeh-Rud River Basin). Journal of Water and Soil, 32(5), 849-863. (In persian). Anand, J., Gosain, AK., & Khosa, R. (2018) Prediction of land use changes based on land change modeler and attribution of changes in the water balance of Ganga basin to land use change using the SWAT model. Science of the Total Environment, 644, 503- 519. Andres, E.O., & Coccia, G. (2013). Towards a better representation of the hydrological processes The model TOPKAPI - X. International Symposium on Distributed Hydrological Modelling, University of Bologna, 5-7 June 2013, Napoli – Italia. Artimani M, Zeinivand H, Tahmasebi N, & Haghizadeh, A. (2017). SWAT model Assessment to determine determination of water balance components of Gamasiab basin. Journal of Rainwater Catchment Systems, 5(2), 51-64. (In Persian). Artimani M, Zeinivand H, & Tahmasebi, N. (2016). Assessment and determination of water balance components of the Gamasiab Basin. Journal of Rainwater Catchment Systems, 4 (4), 57-66. (In Persian). Azadi, F., Sadough, S. H., Ghahroudi, M., & Shahabi, H. (2020). Zoning of Flood Risk in Kashkan River basin using Two Models WOE and EBF. Journal of Geography and Environmental Hazards, 9(1), 45-60. (In Persian). Batelaan, O., Chormanski, J., Van de Voorde, T., & Canters, F. (2007). Improved distributed runoff modelling of urbanised catchments by integration of multi-resolution remote sensing. Geoscience and remote sensing symposium, 5021-5024. Ciarapica, L., & Todini, E. (2002). TOPKAPI: A model for the representation of the rainfall-runoff process at different scales. Hydrol. Process, 16, 207–229. Coccia, G., Mazzetti, C., Ortiz, E., & Todini, E. (2009). Application of the Topkapi Model within the Dmip 2 Project. In Proceedings of the 23rd Conference on Hydrology, San Antonio, TX, USA, 10–12. Croke, BM., Andrews, W., Spate, F., & Cuddy, J. (2005). IHACRES user guide. Technical Report 2005/19. Second ed. ICAM, School of Resources. Environment and Society. The Australian National University. Canberra. Eini, M.R., Javadi, S., Delavar, M., Gassman, P.W., & Jarihani, B. (2020). Development of alternative SWAT-based models for simulating water budget components and streamflow for a karstic-influenced watershed. Catena, 195, 104801. Ghasemiamin, N., Arman, N., & Zeinivand, H. (2018). Investigation of land use changes effects on daily stream flow in Nojian Watershed by Clue-s and WetSpa models. Watershed Engineering and Management, 10(1), 14-27. (In Persian). Ghodousi, M., Delavar, M. & Morid, S. (2014). Impact of land use changes on hydrology of Ajichai Basin and its input to Urmia Lake. Iranian Journal of Soil and Water Research, 45(2), 123-133. (in Persian). Farokhnia, A., Morid, S., Delavar, M., & Abbaspour, K., (2018) Development of SWAT-LU model for simulation of urmia lake water level decrease and assessment of the proposed actions for its restoration (Role of anthropogenic and climatic factors on hydrological change of the basin and lake). Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 12(5), 1041- 1058. (In persian). Janabi, F., Ongdas, N., Bernhofer, C., Benisch, J., & Krebs, P. (2021). Assessment of TOPKAPI-X Applicability for Flood Events Simulation in Two Small Catchments in Saxony. Hydrology, 8, 109. https://doi.org/ 10.3390/hydrology8030109. Jolejolea, ME., Kimb, BJ., Jeonb, DJ., Cayetanoa, M., & Kimb, JH., (2018) Scenario study of the effect of different land use to a sub-basin in Yeongsan River basin using SWAT model. Desalination and Water Treatment, 120, 198-204. Kling, H., Fuchs, M., & Paulin, M. (2012). Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios. Journal of Hydrology, 424, 264-277. Liu, J., Chen, X., Zhang, J., & Flury, M. (2009). Coupling the Xinanjiang model to a kinematic flow model based on digital drainage networks for flood forecasting. Hydrol. Process, 23, 1337–1348. Liu, Z., & Todini, E. (2005). Assessing the TOPKAPI non-linear reservoir cascade approximation by means of a characteristic lines solution. Hydrol. Process, 19, 1983–2006. Liu, Z., Martina, MLV., & Todini, E. (2005). Flood forecasting using a fully distributed model: Application of the TOPKAPI model to the Upper Xixian Catchment. Hydrol. Earth Syst. Sci. 9, 347–364. Mehdi nasab, M., tavousi, T., tavousi, T., & Negaresh, H. (2015). Modeling of Rainfall - Runoff Kashkan River Catchment Based on Statistical Models. Geography and Environmental Planning, 26(2), 67-84. (In Persian). Mimiko, MA., Hadjisiavva, PS., Kouvopoulos, YS., & Afrataos, H. (1992). Regional climate change impacts. hydrological sciences journal, 95-108. Mo, G., Zhang, Y., Huang, Y., Mo, C., & Yang, Q., (2020) Evaluation and hydrological impact of land-use changes in the Longtan basin. Journal of Earth System Science, 129(1), 1-11. Mouelhi, S., Michel, C., Perrin, C., & Andréassian, V. (2006). Linking stream flow to rainfall at the annual time step: the Manabe bucket model revisited. Journal of Hydrology, 328 (1), 283-296. Nash, J.E., & Sutcliffe, J.V. (1970). River flow forecasting through conceptual models part I. A discussion of principles. Journal of Hydrology, 10(3), 282-290. Näschen, K., Diekkrüger, B., Leemhuis, C., Seregina, L.S., & van der Linden, R. (2019). Impact of climate change on water resources in the Kilombero Catchment in Tanzania. Journal of Water 2019, 11(859),1-28. Nguyen, H., Recknagel, F., Meyer, W., Frizenschaf, J., Ying, H., & Gibbsd, M. (2019). Comparison of the alternative models SOURCE and SWAT for predicting catchment streamflow, sediment and nutrient loads under the effect of land use changes. Science of The Total Environment, 662 (3): 254-265. Nouri, Z., Talebi, A., & Asadi, M. A. (2019). Investigation of the SWAT Model Efficiency to Determine Water Balance Components (Case Study: Semirom Mehrgerd Watershed), Iran-Water Resources Research, 15(3), 133-143. (In Persian). Oliveira Serrão, E.A., Tavares Silva, M., Rocha Ferreira, T., Paulo Rodrigues, V., Salviano Sousa, F., Meiguins Lima, A.M., Paiva Ataide, L.C., & Sobrinho Wanzeler, RT., (2020). Land use change scenarios and their effects on hydropower energy in the Amazon, Journal Of Science of The Total Environment, 744, 140981. Patil, NS., & Nataraja, M., (2020) Effect of land use land cover changes on runoff using hydrological model: A case study in Hiranyakeshi watershed. Modeling Earth Systems and Environment, 6(4), 2345-2357. Peng D, Zhijia L, & Zhiyu L. (2008). Numerical algorithm of distributed TOPKAPI model and its application. Water Sci Eng, 1, 14–21. Raja, O., Parsinejad, M., & Tajrishy, M. (2023). Estimation and evaluation of water balance components by calibrated SWAT Model, case study: Mahabad Plain. Watershed Engineering and Management, 15(1), 109-129. (In Persian). Razavi, S., davary, K., Shahedi, M., talebi, F., & Joodavi, A. (2019). An overview on water balance models: mathematical-conceptual water balance models for watershed. Iranian Water Researches Journal, 13(4), 125-136. (In Persian). Rwasoka, DT., Madamombe, CE., Gumindoga, W., & Kabobah, A. (2013). Calibration, validation, parameter indentifiability and uncertainty analysis of a 2–2-parameter parsimonious monthly rainfall-runoff model in two catchments in Zimbabwe. Physics and Chemistry of the Earth, 67 (3): 36-46. Safari, A., De Smedt, F. & Moreda, F. (2009). WetSpa model application in the Distributed Model Intercomparison Project (DMIP2). Journal of Hydrology. Shafiei, M., & Gharari, S. (2018). A Review on Hydrological Modelling Concepts: Part 1 - Introduction of Modelling Process. Journal of Water and Sustainable Development, 4(2), 95-102. (In Persian). Sinclair, S., & Pegram, G.G.S. (2010). A comparison of ASCAT and modelled soil moisture over South Africa, using TOPKAPI in land surface mode. Hydrol. Earth Syst. Sci. 14, 613–626. Sinclair, S., & Pegram, G.G.S. (2013). A sensitivity assessment of the TOPKAPI model with an added infiltration module. J. Hydrol. 479, 100–112. Vischel, T., Pegram, G., Sinclair, S., & Parak M. (2008). Implementation of the TOPKAPI model in South Africa: Initial results from the Liebenbergsvlei catchment. Water Sa, 34, 331–342. Viviroli, D., Zappa, M., Gurtz, J., & Weingartner R. (2009). An introduction to the hydrological modelling system PREVAH and its pre- and post-processing tools. Environ. Model. Softw. 24, 1209–1222. Wegehenkel, M., & Kersebaum, K.C. (2004). The validation of a modeling system to calculating water balance and catchment discharge using simple techniques based field data and remote sensing data, physics, and chemistry of earth, 30, 171-179. Wei, X., Bailey, R.T., & Tasdigh, A. (2018). Using the SWAT Model in Intensively Managed Irrigated Watersheds: Model Modification and Application. Journal of Hydrologic Engineering, 23(10), 04018044, 1-17. Yaghobi, F., & Bahremand, A. (2012). Streamflow Simulation using Spatially Distributed Hydrologic Model, WetSpa in Chehel-Chai Watershed in Golestan Province. Journal of Water and Soil Conservation, 18(3), 185-207. (In Persian). Zeinivand, H., & De Smedt, F. (2009). Hydrological Modeling of Snow Accumulation and Melting on River Basin Scale, Water Resource Manage. 32, 252-267. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 80 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 115 |