تعریف واحدهای واکنش هیدرولوژیک پیوسته مکانی برای مدل‌سازی هیدرولوژیک در حوزه آبخیز کوهستانی با swat (مطالعه موردی: حوزه آبخیز طالقان)

مدل swat از پر کاربردترین مدل‌های شبیه‌سازی حوزه آبخیز و پیش‌بینی تاثیر اقدامات حفاظتی آبخیزداری می‌باشد. در این مدل، شبیه‌سازی فرآیندهای آبخیز بر پایه واحدهای واکنش هیدرولوژیک (hrus) صورت می‌گیرد که از روی‌هم‌گذاری نقشه‌های کاربری/پوشش اراضی، خاک و شیب ایجاد می‌شوند. در حالی که در فرآیند ایجاد hrus، این واحدها ماهیت مفهومی پیدا کرده و موقعیت مکانی خود را از دست می‌دهند. این رویکرد برای شبیه‌سازی حوزه‌های آبخیز بزرگ و ناهمگن، از نظر کارایی محاسباتی مفید و اغلب اجتناب ناپذیر است. اما چنانچه هدف، مکان یابی و ارزیابی اثربخشی روش های مدیریتی بر رواناب، رسوب و آلاینده ها در یک حوضه متوسط تا کوچک باشد، مشخص بودن مکان دقیق hrus ضرورت دارد. هدف از این مطالعه، ارائه روشی برای مستقل/مکانی نمودن hrus و مقایسه نتایج شبیه سازی بر پایه آن با حالت استاندارد مدل بود. در این روش، با انجام پیش پردازش های اولیه در gis و تخصیص اسامی منحصر به فرد به واحدهای خاک، hrus مستقل و مشخص مکانی تعریف می‌شود. مقایسه خروجی‌های مدل در حالت hrus مکانی با حالت hrus مفهومی (استاندارد مدل) برای حوزه آبخیز طالقان نشان داد که، نتایج بسیار مشابه می‌باشد و تفاوت معنی‌داری در خروجی‌های مدل مشاهده نمی‌شود. در اجرای مدل براساس حالت استاندارد، ضریب نش-ساتکلیف رواناب و رسوب شبیه سازی شده در خروجی حوضه به ترتیب 0/75 و 0/64 و در اجرای مدل براساس hrus مکانی به ترتیب 0/74 و 0/61 به دست آمد. تعریف hrus مکانی با روش پیشنهادی، خروجی‌های ملموس‌تر و کاربردی‌تری ارائه می‌نماید که برای شناسایی مناطق بحرانی حوضه و مکان‌یابی اقدامات حفاظتی نسبت به رویکرد hrus مفهومی، مطلوب‌تر خواهد بود.

defining spatially continuous hydrological response units for hydrological modelling in a mountainous watershed with swat (case study: taleghan watershed)

the swat model is widely used to simulate watersheds and evaluate the impact of conservation watershed management practices. in this model, the simulation of the watershed processes is based on hydrological response units (hrus) which are created by overlaying land use /land cover, soil and slope maps. meanwhile, in the hrus definition steps, these units become conceptual and lose their spatial location and continuously. this approach is a useful and often inevitable way to simulate large and heterogeneous watersheds in terms of computational efficiency. however, if the aim is spatializing and evaluating the effectiveness of management methods on runoff, sediment and other pollutants in medium to small basins, it is necessary to know the exact location of hrus. the purpose of conducting this study was present a new approach to defining spatial and independent hrus and compare the simulation results based on this method with the standard form of the model. in the new approach, independent and spatial hrus are defined through preprocessing procedures in gis and uniquely named soil units. the model results of both approaches were very similar and no significant difference was observed in the model outputs in taleghan watershed. the nashsutcliffe coefficient of the simulated runoff and sediment at the outlet with the standard approach was 0.75 and 0.64, respectively. while, it was obtained 0.74 and 0.61, respectively for the new approach. the definition of spatial hrus by applying the proposed method provides more tangible and practical outputs, which is more beneficial for identifying the critical areas as well as locating conservation practices compared to the conceptual hrus approach.