واسنجی مدل هیدرولوژیکی VIC-3L با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای رطوبت سطحی خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی

2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین

3 موسسه تحقیقات ژئو هایدرولوژی IRPI

چکیده

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارائی داده‌های ماهواره‌ای رطوبت سطحی خاک ASCAT در واسنجی مدل هیدرولوژیکی VIC-3L در سطح حوضه آبریز سفیدرود به انجام رسیده است. نتایج بدست آمده در گام زمانی روزانه حاکی از آن است که در صورت استفاده از منبع رطوبتی ASCAT مقدار ضریب همبستگی بین رواناب شبیه‌سازی شده و مشاهداتی در حدود 75/0 می‌باشد و این در حالیست که در صورت استفاده از داده‌های جریان مشاهداتی برای واسنجی مدل، مقدار ضریب همبستگی در حدود 80/0 می‌باشد. در گام زمانی ماهانه نیز استفاده از داده‌های ماهواره‌ای رطوبت سطحی خاک، منجربه افزایش عملکرد مدل VIC-3L در شبیه‌سازی رواناب خروجی از حوضه شده است. همچنین از آنجائی که میزان خطای مدل در برآورد حجم رواناب در گام زمانی ماهانه (2/17 درصد) نسبت به گام زمانی روزانه (5/38 درصد) به مراتب کمتر می‌باشد، از این روش واسنجی می‌توان برای تخمین آورد ماهانه با دقت قابل استفاده بعمل آورد. یکی از مزیت‌های واسنجی مدل با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای رطوبت خاک بر خلاف واسنجی با استفاده از داده‌های جریان مشاهداتی این است که می‌توان تغییرات مکانی پارامترهای مدل در سطح حوضه را نیز برآورد نمود که این مساله خود می‌تواند دید بهتری از عملکرد مدل در سطح حوضه را فراهم نماید. هچنین عدم وجود داده‌های دبی ثبت شده در بسیاری از حوضه‌ها، امکان واسنجی مدلهای هیدرولوژیکی را با محدودیت اساسی روبرو می‌نماید و این در حالیست که منابع ماهواره‌ای با دارا بودن توان تفکیک زمانی و مکانی وسیع از کارائی بسیار زیادی برخوردار می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Calibration of VIC-3L Hydrological Model using Satellite-Based Surface Soil Moisture Datasets

نویسندگان [English]

  • Sakine Kohi 1
  • Asghar Azizian 2
  • Luca Brocca 3
1 Water Engineering Dept. Imam Khomeini International University
2 Assistant Professor in Water Engineering Dept./ Imam Khomeini International University
3 Research Institute for Geo-Hydrological Protection IRPI
چکیده [English]

This study addresses the efficiency of ASCAT surface soil moisture (SSM) for calibration of VIC-3L hydrologic model over the Sefidrood river basin (SRB). Findings on daily time scale indicate that the correlation coefficient (CC) between observed and simulated streamflow, using ASCAT dataset, is equal to 0.75, while in the case of calibration of the VIC-3L model using only with hydrometric station datasets the CC value is equal to 0.80. Moreover, at monthly time scale the performance of model in simulating streamflow is better than daily time scale. The relative error (RE) in simulating runoff volume at daily and monthly time scale is 17.2% and 38.5%, respectively and this shows that using ASCAT dataset at monthly time scale leads to reliable results. In addition, one the advantages of model calibration using satellite-based SSm is the extraction of the spatial pattern of model parameters over the catchment, while in the case of using observed discharge dataset for calibration of the model only leads to the constant values of model’s parameter through the catchment. Based on the results of this research it highly recommended to use satellite-based SSMs for calibration of hydrological model, especially in data limited areas or regions in which ground observations are sparsely-distributed or insufficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface Soil Moisture (SSM)
  • Remote Sensing
  • runoff
  • Calibration
  • VIC-3L model