ارزیابی مقایسه‏ای مدل‏های Sacramento، SMAR و SimHyd در شبیه ‏سازی رواناب روزانه بلند مدت

قربانی, خلیل; سالاری جزی, میثم; رضوانی, فاطمه سادات; رضایی قلعه, لاله; یازرلو, بهناز

doi:10.22098/mmws.2022.11794.1171

ارزیابی مقایسه‏ای مدل‏های Sacramento، SMAR و SimHyd در شبیه ‏سازی رواناب روزانه بلند مدت

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ عضو هیات علمی گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

² مهندسی آب، مهندسی آب و خاک دانشگاه گرگان

³ دانش آموخته کارشناسی ارشد

⁴ دانشجوی دکتری منابع آب

⁵ دانشجوی دکتری مهندسی آب دانشگاه بیرجند

10.22098/mmws.2022.11794.1171

چکیده

باتوجه‌به تأثیر قابل‌توجه میزان رواناب در مدیریت پایدار منابع آب و عملیات مهندسی، پیش‌بینی و برآورد دقیق این متغیر از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد؛ بنابراین هدف از تحقیق حاضر ارزیابی عملکرد تعدادی از مدل‌های هیدرولوژیکی در شبیه‏سازی رواناب و همچنین تحلیل حساسیت پارامترهای این مدل‏ها جهت تعیین پارامترهای تأثیرگذار بر شبیه‎سازی می‏باشد. به این منظور در تحقیق حاضر به برآورد رواناب در حوزه آبریز گالیکش استان گلستان پرداخته شده است. در این بررسی پس از تهیه داده‏های مورد نیاز در دوره آماری 1367-1397 به شبیه‏سازی رواناب حوضه با استفاده از سه مدل هیدرولوژیکی یکپارچه Sacramento، SimHyd و SMAR پرداخته شده است. سپس عملکرد هر یک از این مدل‏ها در شبیه‏سازی رواناب خروجی از حوضه با استفاده از 4 معیار ارزیابی NSE، RMSE، R2 و MAPE در دو دوره واسنجی و صحت‏سنجی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت حساسیت پارامترهای هر یک از مدل‏ها در برآورد رواناب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه‏سازی رواناب حاکی از عملکرد بهتر مدل بارش-رواناب Sacramento با ضریب نش-ساتکلیف 82/0 و 7/0 در دوره واسنجی و صحت‏سنجی نسبت به دیگر مدل‏های هیدرولوژیکی می‏باشد. پس از آن مدل SimHyd با ضریب نش-ساتکلیف 71/0 و 76/0 برای دو دوره واسنجی و صحت‏سنجی عملکرد مطلوبی را نشان داده است؛ اما مدل SMAR در شبیه‎سازی رواناب حوضه موفق نبوده و عملکرد پایینی را از خود نشان داد. یافته‌های تحلیل حساسیت پارامترهای مدل‏ها نیز نشان می‌دهد که پارامترهایی مانند LZTWM و Zperc در مدل Sacramento، پارامترهای نسبت نفوذناپذیری و ضریب نفوذ در مدل SimHyd و پارامتر ظرفیت ذخیره برگابی در مدل SMAR بیشترین حساسیت را به کاهش مقدار خود داشته‏اند. همچنین افزایش مقدار پارامترهای Rexp و نسبت رواناب مستقیم در مدل‌های Sacramento و SMAR بیشترین تأثیر را نسبت به دیگر پارامترها بر شبیه‏سازی رواناب داشته‏اند. یافته‏ها حکایت از عملکرد مطلوب تمامی مدل‏ها در پیش‌بینی مقادیر بالای جریان دارد و در بین مدل‏ها، مدل بارش-رواناب Sacramento نسبت به دو مدل دیگر رواناب حوضه را با دقت بهتری شبیه‏سازی نموده است؛ همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان داد تغییر پارامترهای مدل تأثیر متفاوتی بر روند شبیه‏سازی رواناب داشته و بهینه‏سازی صحیح این پارامترها موجب افزایش دقت شبیه‏سازی‏ها خواهد گردید.

کلیدواژه‌ها