مدل‏سازی جریان ناشی از ذوب برف با استفاده از مدل هیدرولوژیکی رواناب حاصل از ذوب برف(مطالعه موردی: حوضه آبخیز سد کرج)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری /علوم و مهندسی آبخیزداری- دانشگاه مازندران، ساری، ایران.

2 استادیار/ دانشکده منابع طبیعی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

3 دانشیار /دانشکده منابع طبیعی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

چکیده

برف یکی از اشکال مهم بارش در چرخه هیدرولوژی مناطق کوهستانی بوده که در تامین منابع آب شرب و کشاورزی به صورت جریانهای تاخیری در فصول پرآبی و جریانهای حداقل در فصول کم آبی و تولید انرژی نقش ارزنده ایفا می‏کند. هدف اساسی مدل‏سازی هیدرولوژیکی در حوضه‌های آبخیز، درک بهتر از روند چرخه آب نظیر فرآیندهای حاکم بر چرخه آب و منابع آب می‏باشد. منطقه پوشیده از برف پارامتری اساسی در سیکل هیدرولوژی و اقلیم شناسی زیست کره است. در این تحقیق رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه آبخیز سد کرج با استفاده از مدل هیدرولوژیکی 1SRM در دو سال آبی 81-80 و 82-81 مدل‏سازی شده است. SRM یک مدل شبیه‌سازی جریان رواناب حاصل از ذوب بر پایه درجه ـ روز است که از 14 پارامتر و متغیر ورودی نظیر بارش، دما، دبی و سطح پوشش برف به صورت روزانه و ضریب فروکش، ضریب رواناب برف و باران، فاکتور درجه روز و همچنین خصوصیات فیزیکی مانند طبقات ارتفاعی استفاده می‏نماید. متغیرهای دما و بارش روزانه با توجه به معادله گرادیان به طبقات ارتفاعی توزیع گردید. خصوصیات فیزیکی حوضه نیز با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به مدل اضافه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهند مدل رواناب حاصل از ذوب برف (SRM) در حوضه آبخیز سد کرج با ضریب تبیین 47/0 و 94/0 به خوبی قادر به مدل کردن فرآیند رواناب حاصل از ذوب برف می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Snow Melt River Flow Modeling Using SRM Model (Case Study: Karaj Dam Basin)

نویسندگان [English]

  • M Miryaghoobzadeh 1
  • M. R Ghanbarpour 2
  • M Habibnejad Roshan 3
1 Ph.D. candidate, Watershed Management and Engineering, University of Mazandaran, Sari, Iran
2 Assistant Prof., Faculty of Natural Resources, Agricultural and Natural Resources University of Sari, Iran
3 Associate Prof., Faculty of Natural Resources, Agricultural and Natural Resources University of Sari, Iran
چکیده [English]

Snowfall is one important form of precipitation in hydrology cycle in mountainous basin which plays reliable role on agricultural and domestic water supply in low and high flow seasons as well as on energy production. The main objective of hydrological modeling in watersheds is the better understanding of the hydrology cycle including governing processes in water cycle. Snow covered area is a basic parameter in global hydrology cycle and climatology. In this research snow melt runoff was simulated in Karadj dam watershed, using SRM model in water year 2001-2002 and validated for water year 2002-2003. SRM, a degree-day model which simulates snow melt runoff, needs 14 parameters and variables.  These include rain, temperature, discharge, daily surface of snow, recession curve, snow and rain runoff coefficients, and degree-day factor.  Model also needs physical parameters such as elevation boundary. Temperature and rain were distributed using gradient equation in elevation boundaries. Also physical parameters of the watershed were added to the model using geographic information system. The R2 and the deviation of the runoff volume in 2001-2002 were calculated as 0.4678, 0.1292%, respectively. These values for 2002-2003 are 0.935, 6.7736%, respectively. SRM model can effectively be used to modeling of snow melt runoff.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Snow
  • Modeling
  • Precipitation
  • SRM
  • Watershed
  • Karadj basin

پرهمت، ج. (1381)، مدل توزیعی رواناب حاصل از ذوب برف با استفاده از داده‌های سنجش از دور، رساله دکتری، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد تهران

نجف زاده، ر.، ابریشم چی، ا. و تجریشی م. (1383)، شبیه‌سازی جریان رواناب رودخانه با مدلSRM  و با استفاده از داده‌های سنجش از دور، نشریه آب و فاضلاب، شماره 52

Amlien, J.,R. Solberg, (2003), A comparison of temperature retrieval algorithms for snow covered surfaces, Proceedings of IGARSS (IEEE), pp.842−844

Barry R. R. J. Charley, (1982), Atmosphere weather and climate, Mateo. and Co New York

Emre tekeli A,. Zuhal Akyu rek, A. Arda Sorman, Aynur Sensoy and A. Unal Sorman, (2005), Using MODIS Snow Cover Maps in Modeling Snowmelt Runoff Process in the Eastern Part of Turkey, Remote Sensing of Environment, Vol. 97, No. 2, 216-230

Fergousen, R.I., (1999), Snowmelt Runoff Models, Progress in Physical Geography, Vol. 23, No. 2, pp. 205-227

Ghanbarpour, M. R., B. Saghafian, M. Mohseni Saravi, K. C. Abbaspour, (2007), Evaluation of spatial and temporal variability of snow cover in a large mountainous basin in Iran, Nordic Hydrology, Vol. 38, No. 1, pp. 45-58    

Gupta R.P., A.Ghosh, U.K. Haritashya, (2007), Empirical relationship between near-IR reflectance of melting seasonal snow and environmental temperature in a Himalayan basin, Remote Sensing of Environment journal, Vol. 107, No. 3, pp. 402-413

Hall, D. K., G. A. Riggs, V. V. Salomonson, (1995), Development of the methods for mapping Global Snow Cover Using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data. Remote Sensing of Environment, Vol. 54, No. 2, pp. 127-140

Landesa, E., A. Rango and D.K. Hall, (2000), Improved snow cover remote sensing for snow melt runoff forecasting, international association of hydrological science (IAHS), Vol.27, No. 267, pp. 61-65

Mukkoth V.N., (2004), Snowmelt runoff modeling using MODIS in Elaho river basin British Colombia, ISEIS Publication, Vol. 2, pp.  526-530

Malcher, P. and M. Heidinger, (2001), Processing and data assimilation scheme for satellite snow cover products in the hydrological model, 28.04. 2004, version 1, Envisnow, EVG1-CT-2001-00052

Martinec, j .and A. Rango, (1996), Parameter value for snowmelt runoff modeling, J. Hydrology, Vol. 84, No. 3-4, pp. 197-219

Maurer, E. P., J. D Rhoads, R. O. Dubayah, D. P. Lettenmaier, (2003), Evaluation of the snow covered area data product from MODIS, Hydrological Processes journal, Vol. 17, No. 1, pp.59–71

Najafi A., B. Saghafian, A.M.J. Meijerink, (2003),  Investigation of the snowmelt runoff in the Orumiyeh region using modeling with GIS and RS techniques, ITC Enschede, Netherlands, pp.53

Nolin, A., & S. Liang, (2000), Progress in bidirectional reflectance modeling and applications for surface particulate media: Snow and soils, Remote Sensing Reviews, Vol. 18, No. 2 & 4, pp.  307–342

Rango, A. Martinec, J., (2003), The Snow Melt Runoff Model (SRM) User Manual Version 1.00.10, pp. 120

Rango, A., J. Martinec, (1981), Accuracy of Snowmelt Runoff Simulation, Nordic Hydrology, Vol. 12, No. 4-5, pp. 256-274

Schaper, J., J. Martinec and K.Seidel, (1999), Distributed Mapping of Snow and Glaciers for Improved Runoff Modeling, Hydrological Processes, Vol. 13, pp. 2023-2031

Swamy A. N. and P.A. Brivio, (1996), Hydrological modeling of snowmelt I the Italian alps using visible and infrared remote sensing, J. Remote sensing, Vol. 17, No. 16, pp. 3169-3188