بررسی اثر روش‌های مختلف ساخت مدل‌های رقومی ارتفاعی بر عملکرد مدل نیمه توزیعی TOPMODEL

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه های آبی /دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی آب/ دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی

چکیده

مدل‌های رقومی ارتفاعی (DEMs) به علت دارا بودن ساختار بسیار ساده‌ و کارایی بالا جهت انجام محاسبات در مدلهای ریاضی بارش و رواناب، مورد توجه بسیاری قرار دارند. در حال حاضر روش‌های مختلفی جهت درونیابی داده‌های توپوگرافی و ساخت مدل ارتفاعی رقومی وجود دارد. در این تحقیق برای ساخت DEM از 6 روش مرسوم  نظیر IDW، کریجینگ و کوکریجینگ در محیط ARCGIS استفاده به عمل آمده است. پس از تهیه DEMهای مورد نظر، از مدل نیمه توزیعی TOPMODEL که مدلی مبتنی بر توپوگرافی می‌باشد استفاده گردید. نتایج حاکی از آن است که شاخص توپوگرافی که یکی از ارکان اساسی مدل مذکور می‌باشد، در برخی از روشهای ساخت DEM دارای تغییرات قابل توجهی است. این امر منجر به تغییرات زیادی در الگوی تشکیل مناطق اشباع شده و بر این اساس سهم جریان سطحی در تولید رواناب به شدت تحت تأثیر قرار گرفته است. همچنین بررسی نتایج خروجی مدل نشان می‌دهد که روش‌های مختلف ساخت DEM بر روی جریان متوسط رودخانه چندان مؤثر نبوده و تغییرات شاخص کارائی مدل (شاخص نش- ساتکلیف) معنی دار نمی‌باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Investigation on the Effects of DEM Creation Methods on Performance of the TOPMODEL

نویسندگان [English]

  • A Azizian 1
  • A Shokoohi 2
1 PhD. Student in hydraulic structures, Tehran University
2 Associate Professor, Water Engineering Dept., Faculty of Engineering and Technology, Khomeini International University
چکیده [English]

Digital Elevation Models (DEMs), due to their simple structure and high performance, are favorably being used for rainfall runoff modeling in modern hydrology. There are different methods for DEM creation via topographical data interpolation. To create DEM in this research, 6 different methods of IDW, Kriging, and Co-Kriging, embedded in ARCGIS, were used. The TOPMODEL which is a semi distributed topographic-based rainfall runoff model were investigated to search about the effects of the DEM creation method on the results of these types of models. The results showed that the TOPO index, as the most important basic parameter for the TOPMODEL, is highly sensitive to the DEM creation method. The consequences of this sensitivity, was illustrated by different extent and distribution of the saturated zones across the watershed. Accordingly, the amount of surface runoff was highly affected by the DEM creation method, while this effect on the total amount of river discharge was negligible and the Nash- Sutcliff index variation could be ignored

کلیدواژه‌ها [English]

  • DEM
  • Topo index
  • TOPMODEL
  • DEM creation methods

مهندسین مشاور آب انرژی محیط، گزارش فیزیوگرافی رودخانه­های غرب مازندران. تهران، 1389.

Beven KJ, Binley AM (1992) The future of distributed models: Model calibration and uncertainty prediction. Hydrol. Processes, 6: 279–298.

Weibel  R , Heller  M (1991) Digital terrain modeling. Geographical Information Systems.1(12), 218–221.

Wise SM (2007) Effect of differing DEM creation methods on the results from a hydrological model. Computers & Geosciences, 33:1351–1365.