شبیه سازی توزیعی ذوب برف در حوضه‌های کوهستانی فاقد داده (مطالعه موردی حوضه امامزاده داوود)

نوع مقاله: یادداشت فنی (5 صفحه)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری /سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار /گروه سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 کارشناس/ شرکت مهندسین مشاور آب و خاک تهران، کرج، ایران

چکیده

مطالعه مناطق کوهستانی برفگیر و تعیین ارتفاع و بودجه برفی آنها از جنبه‌های مختلف، مانند بررسی آورد رودخانه و کنترل بهمن حائز اهمیت است. اما کمبود داده و دقت کم مدل‌های مرسوم در شبیه‌سازی توزیعی این حوضه‌ها، همواره از موانع جدی در چنین تحلیل‌هایی است. مطالعه حاضر به توسعه و ارایه الگوریتم مناسب به منظور شبیه‌سازی بودجه برفی، در شرایط مواجهه با کمبود داده می‌پردازد و برای محاسبه مقادیر ارتفاع و ذوب برف و رواناب ناشی از آن مدل توزیعی ارائه می‌دهد. در این راستا با توجه به معادله بیلان برفی و الگوریتم ذوب برف SRM، بودجه برفی منطقه به صورت توزیعی محاسبه می‌شود. به منظور افزایش دقت نتایج نیز در محاسبه ذوب برف از تابش تصحیح شده بر مبنای شیب و جهت، توسط الگوریتم SWIFT استفاده گردید. این مدل سپس به مدل SWAT وصل شده تا ضمن بهره‌گیری از الگوریتم تولید داده آن، رواناب حوضه نیز محاسبه گردد. مقایسه نتایج حاصل از مدل با داده‌های مشاهداتی در حوضه امامزاده داوود حاکی از دقت قابل قبول و کارایی مناسب آن در حوضه‌های کوهستانی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Distributed Snowmelt Simulation in Ungauged Mountainous Catchments, Case Study: Imamzadeh Davoud Catchment

نویسندگان [English]

  • M Delavar 1
  • S Morid 2
  • N Nikbakht 3
1 Ph.D. Candidate, Hydro Structure Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Assoc. Prof. of Hydro Structure Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Expert, Tehran Water and Soil Consulting Engineering, Karaj , Iran
چکیده [English]

Study of the snowpack in the mountainous catchments is important from different aspects including the assessment of river yield or the avalanche control. Lack of data and low accuracy models for distributed simulation, especially on issues related to snow depth and cover, are however serious obstacles in such analysis. This research aimed to develop an appropriate algorithm for snowmelt and snow pack distributed simulation, in ungauged snow capped catchments. In this regard the snowpack of the region was spatially simulated, using snow balance equation and SRM (Snow Runoff Model) snowmelt algorithm. Additionally, the SWIFT algorithm was embedded in the model incorporating slope and aspect for calculation of radiation. Finally, the model is linked to the SWAT model to use its data generation capabilities and also calculate runoff. Comparison of the model with observation data in Imamzadeh Davoud catchment, Iran, showed acceptable performance of developed algorithm in mountainous basins relying only on readily available data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Distributed model
  • Snow melt
  • Snow depth
  • SRM algorithm
  • SWIFT algorithm
  • Imamzadeh Davood

پرهمت، ج و ثقفیان، ب و صدقی، ح. (1381)، شبیه­سازی سیلاب حاصل از ذوب برف و باران با استفاده از مدل SRMو داده‌های سنجش از دور در زیر حوضه‌های کارون، ششمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه.

قائمی، ه و مرید، س. (1373)، تحلیل برف در حوضه آبخیر رودخانه دماوند، اولین سمینار هیدرولوژی برف و یخ، ارومیه.

مهندسین مشاور آب وخاک تهران (1386)، مطالعه مناطق بهمن خیز حوضه امامزاده داوود.

Allen R.G. (1997)." Self-calibrating method for estimating solar radiation from air temperature", ASCE J. Hydrol. Eng, Vol. 2, pp. 56 – 57.

Daly S.F., Davis  R., Pangburn T., Ochs E., Rosenthal W., Affleck R., Baldwin T., Bryant E., Hardy J., Taylor S., Dotson H., Evans T., Dunn C. And Burham M. (2000). "Spatially Distributed Snow Modeling for a Comprehensive Study of the Sacramento and San Joaquin Basins, California", 57th Eastern Snow Conference Syracuse, New York, USA.

DunS. M. and Colohan R. J. E. (1999)."Developing the snow component of a distributed hydrological model: a step-wise approach based on multi-objective analysis", Journal of Hydrology, Vol. 223, No. 22, pp.1-16.

 Gomez-Landesa, E., Rango, A. and Hall, D. K. (2000). "Improved snow cover remote sensing for snowmelt runoff forecasting", International association of hydrological sciences (IAHS), Vol. 267, pp. 61-65.

Hargreaves  G.H., and Sammani, Z. A. (1982), " Estimating potential evapotranspiration, Journal of Irrigation and drainage Eng., ASCE, Vol. 108, No. 3, pp. 25-230.

Holzer, T. and Apfl, G. and Baumgartner, M. F. (1995). "Monitoring Swiss alpine snow cover variations using NOAA-AVHRR data", International geosciences and remote sensing symposium (IGARSS), Vol. 3, pp.1765-1767.

Lloyd W. and Swift JR. (1976), "Algorithm for Solar Radiatjon on Mountain Slopes", Water Resources Research, Vol. 12, No. 1, pp. 108-112.

Martinec, J., Rango, A. and Roberts, R. (2005). "Snowmelt runoff model user's manual", WinSRM version 1.1 Updated edition.

Morid, S., Gosain, A. K. and Keshari, A. K. (2001). "Challenge in snow melt-runoff simulation", Journal of the Earth and Space Physics, Vol. 27, No. 2, pp.11-17.

Morid, S., Gosain, A. K. and Keshari, A. K. (2002). "Comparison of the SWAT model and ANN for daily simulation of runoff in snowbound ungauged catchments", Proceedings of the fifth international conference on Hydro informatics, Cardiff, UK.

Rajiv Prasad, David, G. Tarboton, Glen E. Liston, Charles H. Luce,and Mark S. Seyfried (2001). "Testing a blowing snow model against distributed snow measurements at Upper Sheep Creek, Idaho, United States of America", Water Resources Research,  Vol.37, No. 5, pp.1341–1350.

Seidel, K. and Martinec, J. (2002). "Hydrological application of satellite snow cover mapping in the Swiss alps", Proceedings of EARSEL-LISSING workshop, Bern, pp. 79-87.

Shamir E., Georgakakos K.P. (2006)."Distributed snow accumulation and ablation modeling in the American River basin", Advances in water resources,Vol. 29, No. 4, pp. 558-570.