دانشگاه محقق اردبیلی مدل سازی و مدیریت آب و خاک 2783-2546 2 1 2021 12 06 Evaluation of available surface water resources in Qarah Tikan border basin using satellite products and GIS ارزیابی منابع آب سطحی قابل دسترس در حوضۀ مرزی قره‌تیکان با استفاده از محصولات ماهواره‌ای و GIS 1 13 1382 10.22098/mmws.2021.9107.1040 FA سید کمال قریشی قره تیکان دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد/ دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران سعید قره چلو استادیار/ گروه نقشه‌برداری، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران عماد محجوبی استادیار/ گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران سعید گلیان دانشیار/ گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران (پژوهشگر ارشد پسادکتری/ دانشکدۀ جغرافیا، دانشگاه مینوث، ایرلند) حسین صالحی دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد/ دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2021 08 22 <strong>Introduction </strong><br />In the present study, the Qarah Tikan river basin in particular the subbasin of Qarah Tikan Village has been studied. This is located in the northeast of Iran in proximity to Turkmenistan and among the basins without ground station data. IMERG-Final satellite precipitation products, ERA5-Land reanalysis temperature and GLEAM evapotranspiration were used to identify and evaluate the basin. The evaluation results showed that the reanalysis temperature product has high accuracy in temperature estimation and the satellite precipitation product has a high correlation with precipitation data. Therefore, the combination of satellite products with ground station data leads to proper runoff estimation in ungauged basins and hydrometric stations. Based on this, estimating the amount of water available in the basin in different months indicates the possibility of storing about 11.8 million cubic meters per year to meet the needs and agricultural development of the region.<br /> <br /><strong>Materials and Methods</strong><br />In this study, in the Qarah Tikan basin, as ungauged basin in the general water balance equation was used to calculate the available water. In this equation, GLEAM global data (Shiklomanov, 2000) used for actual evapotranspiration and environmental needs obtained by the Lyon method were considered as output components of basin. In addition, the inflow to the basin, which was obtained from the hydrometric station of the upstream basin, and the precipitation, which was obtained from IMERG-Final-V06 (Huffman et al., 2019) satellite data were considered as the incoming components to the basin. To calculate the environmental needs of the Lyon method, the monthly runoff of the basin is required for which Justin's experimental method was used. As input data for Justin's experimental method, monthly runoff with adjacent basin from the hydrometric station and precipitation of the basin, monthly temperature of IMERG-Final satellite precipitation data and ERA5-Land were used espectively. By using ArcMap and DEM the slop and area of the basin was produced.<br /> <br /><strong>Results and Discussion </strong><br />The results of evaluating monthly temperature data showed that these data have a high ability to estimate the temperature and is reliable in remote areas where there is no weather station and ungauged basin. According to the comparison of satellite precipitation data and ground stations, it can be said that although they do not have high accuracy in estimating precipitation, but they have a good correlation and estimate precipitation with appropriate accuracy. Precipitation in 3 stations is underestimated and overestimated in 2 stations. Based on the long-term average, the annual rainfall of the basin is about 225.9 mm. On the other hand, a study of evapotranspiration data from the GLEAM shows that the long-term annual average is about 194.4 mm, which peaks in the spring due to greater access to water and rising temperatures. Thus, about 86% of the basin rainfall in the evaporation process is out of reach. The annual inflow to the basin was about 15.9 million cubic meters and the annual runoff from rainfall in the basin according to the Justin method was about one million cubic meters. Furthermore, with the aim of maximum sustainable use of basin water resources, the outflow runoff of the basin was considered equal to the downstream environmental needs. Thus, based on the Lyon method, the annual environmental need to maintain the stability of the river was determined to be about 7.5 million cubic meters. As a result, in terms of rainfall, runoff, evapotranspiration and environmental needs, the annual amount of water available in the basin for different purposes is about 11.8 million cubic meters.<br /> <br /><strong>Conclusion </strong><br />In this study, the distribution of these water resources in different months has been determined and the results indicate that to meet the demand of the agricultural sector in summer and also control winter and spring floods, planning for the design and construction of a storage dam should be on the agenda. In this case, the output of the basin will be adjusted. Once again emphasizes the importance and ability of remote sensing and GIS in the study of water resources in ungauged basins without proper ground station statistical data. با رشد روزافزون جمعیت، تغییرات اقلیمی و افزایش فعالیت‌های صنعتی، استفادة بهینه از آب‌های مرزی جهت تأمین نیازهای جوامع، امری ضروری به‌نظر می‌رسد. شناسایی و ارزیابی منابع آب قابل دسترس و برنامه‌ریزی مناسب جهت برداشت از این منابع ارزشمند، می‌تواند منجر به بهبود شرایط حوزه آبخیز و آبخیزنشینان شود. شناسایی منابع تأمین و مصارف آب به‌عنوان اولین گام مدیریت منابع آب حوضه در اولویت است. عدم وجود اطلاعات با توزیع زمانی و مکانی مناسب در مناطق مرزی به‌دلایل مختلف از قبیل صعب‌العبور بودن یا مسائل امنیتی و یا عدم وجود ایستگاه‌های کافی مشاهدات زمینی، اجرای این گام را دچار چالش می‌کند. علم سنجش‌ از دور به همراه تکنیک‌های موجود در سامانه اطلاعات جغرافیایی، امکان پایش و ارزیابی منابع آب این حوضه‌های آبریز را فراهم آورده است. در تحقیق حاضر، حوضۀ رودخانۀ قره‌تیکان و به‌طور خاص زیرحوضۀ روستای قره‌تیکان که در شمال شرق ایران و در همسایگی کشور ترکمنستان به‌عنوان یک حوضۀ فاقد آمار مورد بررسی قرار گرفته است. برای شناسایی و ارزیابی حوضه از محصولات بارش ماهواره‌ای IMERG-Final، دمای بازتحلیل ERA5-Land و تبخیر و تعرق GLEAM استفاده شد. نتایج ارزیابی در طول دورة آماری ابتدای سال آبی 85-1384 تا انتهای سال آبی 93-1392 نشان داد محصول دمای بازتحلیل شده دقت بالایی در تخمین دما داشته و محصول بارش ماهواره‌ای نیز همبستگی بالایی با داده‌های بارش دارد. لذا ترکیب محصولات ماهواره‌ای به‌همراه داده‌های ایستگاه‌های زمینی منجر به تخمین مناسب رواناب در حوضه‌های فاقد آمار و ایستگاه هیدرومتری می‌شود. در ادامه، دیگر اجزای بیلان آب حوضه شامل رواناب ورودی و نیاز محیط زیستی پایین‌دست با استفاده از روش‌های جاستین و لیون محاسبه شده و در نهایت مقدار آب قابل دسترس در ماه‌های مختلف مشخص شد. بر این اساس مشخص شد که امکان ذخیره حدود 11.8 میلیون مترمکعب در سال جهت تأمین نیاز و توسعه کشاورزی منطقه وجود دارد. https://mmws.uma.ac.ir/article_1382_4124be5c57a8bac7a1cd44a74e2ee6c3.pdf