ارزیابی کارایی مدل wrf hydro در توسعه سامانه‌های پیش‌بینی و هشدار سیلاب (مطالعه موردی حوضه آبریز کشکان)

جفت شدن مناسب مدل‌های عددی هواشناسی با مدل‌های توزیعی هیدرولوژیکی و کاهش عدم قطعیت مربوط به ریزمقیاس‌نمایی آنها یکی از چالش‌های اساسی در پیش‌بینی دقیق سیلاب است. بنابراین در این تحقیق با هدف پیش‌بینی سیلاب، امکان جفت‌شدن مدل عددی هواشناسی wrf با مدل wrfhydro، که مدلی هیدرولوژیکیهیدرولیکی، توزیعی و فیزیکی است، بررسی می‎شود. به‌منظور واسنجی مدل، حوضه آبریز کشکان بدلیل پتانسیل بالای سیل‌خیزی بعنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شده است. باتوجه به داده‌های هیدروگراف سیل مشاهداتی در محدوده مطالعاتی، دو واقعه سیلابی شدید در سه ایستگاه هیدرومتری برای واسنجی مدل wrfhydro انتخاب گردید. بر اساس تحلیل حساسیت مدل، پارامترهای کنترل نفوذ، عمق نگهداشت آب سطحی، ضریب زبری سطحی و ضریب زبری کانال بعنوان تاثیرگذارترین پارامترها در شبیه‌سازی جریان شناسایی شدند. استفاده از این پارامترها در فرآیند واسنجی، قابلیت واسنجی حجم و شکل هیدروگراف سیلاب را برای حصول به نتایج دقیق‌تر امکانپذیر خواهد ساخت. سپس با استفاده از روش گام به گام، مقادیر بهینه پارامترهای شناسایی‌شده در تحلیل حساسیت برای یکی از وقایع در ایستگاه هیدرومتری پلدختر در خروجی حوضه تعیین گردید. در گام بعدی مدل بر اساس پارامترهای بهینه تعیین شده برای سایر ایستگاه‎ها و وقایع سیلابی ارزیابی گردید.

Evaluating the Efficiency of WRF Hydro Model for Development of Flood Forecasting Systems (Case study: Kashkan Watershed)

Coupling of meteorological models with distributed hydrological models and reducing uncertainties related to downscaling is one of the major challenges in flood prediction. This study with the aim of predicting floods, demonstrates possibility of coupling the WRF model with the WRFHydro model, which is a hydrologicalhydraulic, distributional, and physical model. For calibration, the Kashkan watershed is chosen as the study area due to its high flooding potential. According to observational flood hydrograph in study area, two severe flood events in three hydrometric stations were selected for calibration. Based on sensitivity analysis, the parameters of infiltration control, surface retention depth, surface roughness, and channel Manning’s roughness are considered as the most effective parameters. The use of these parameters will make it possible to calibrate the volume and shape of flood hydrograph to achieve accurate results. Afterward, Step by step method is used for determining the optimal values of parameters are identified in the sensitivity analysis. Poldakhtar station, located at the terminus of the basin is chosen for calibration for one event. In the next step, the calibrated model was evaluated based on the optimal parameters set for other stations and events. The evaluation results of the WRFHydro with optimized parameters verify the capability of the WRFHydro for simulating flood in the steep slope watershed after calibration. Moreover, the main characteristics of hydrograph like volume, timing and peak flow rate are simulated accusatively.