مدل‌سازی بارش-رواناب مبتنی بر رویکرد پویایی سیستم، مطالعه موردی: حوضه کارده مشهد

مدل‌سازی بارش-رواناب یکی از روش‌های تخمین رواناب و ابزاری مناسب برای مطالعه فرایندهای هیدرولوژیکی، ارزیابی منابع آبی و مدیریت حوزه آبخیز می باشد. اما پیچیدگی و ماهیت غیر خطی فرایند بارش-رواناب و ناشناخته بودن تاثیر عوامل روی یکدیگر و نهایتا روی دبی خروجی حوضه مدل‌سازی را مشکل‌تر می ‌کند. لذا، استفاده از روش‌هایی که علاوه بر پویایی، قابلیت توسعه، ساختار مفهومی و کاربرپسند داشته باشد، ضروری می باشد. از این‌رو در این مطالعه برای مدل‌سازی بارش-رواناب از روش ‌های پویایی سیستم در حوضه سد کارده مشهد استفاده شد. مدل ارائه‌ شده شامل شش مخزن است که عبارت‌ از مخزن برف، مخزن تاج پوشش، مخزن سطوح نفوذناپذیر، مخزن خاک سطحی، مخزن خاک زیرسطحی و مخزن آب زیرزمینی می باشند. داده ‌های ورودی مورد نیاز شامل بارندگی و دمای متوسط روزانه است. برای واسنجی مدل از داده های روزانه دبی خروجی حوضه در بازه زمانی سال ‌های 1998 تا 2008 و برای دوره اعتبارسنجی آمار سال 2009 تا 2012 استفاده شد. نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که پارامترهای مربوط به دما از حساسیت بیشتر برخوردار بوده و تاثیر قابل ‌ملاحظه‌ای روی دبی و دبی پیک حوضه دارند. همچنین، مقادیر شبیه‌سازی ‌شده و مشاهده ای تطابق خوبی دارند و دامنه ضریب ناش ساتکلیف به‌دست‌ آمده در دوره اعتبارسنجی بین 0.670.57 است که نشان‌دهنده توانایی بالای روش های پویایی سیستم در مدل‌سازی بارش-رواناب حوضه می ‌باشد.

Rainfallrunoff modeling based on system dynamics approach(Case study: Mashhad Kardeh dam basin)

Rainfallrunoff modeling is on of runoff estimation techniques and an appropriate tool for studying hydrological processes, water resources evaluation and watershed management. But the complexity and the nonlinear nature of rainfallrunoff process and not being known factors affecting it and generally on discharge at watershed outlet, modeling has become more difficult. Therefore, using the methods that have additionally dynamic, development capability, conceptual structure and user friendly is essential. Therefore, in this study for rainfallrunoff modeling were used system dynamics methods in the Kardeh dam basin of Mashhad. The proposed model includes 6 reservoir including snow storage, canopy storage, impervious storage, surface soil storage, subsurface storage and groundwater storage. The input data required includes average daily precipitation and temperature. To calibrate the model daily discharge data from basin outlet in the period from 1998 to 2008 and for evaluation the discharge from 2009 to 2012 were used. The results of sensitivity analysis showed temperature parameters are more sensitive and have considerable impact on discharge and peak flow. Also the results indicate that the simulated stream flow pattern is quite similar to that observed and NashSutcliffe coefficient obtained in the evaluation period between 0.570.67 which represents that the system dynamics methods is high ability to rainfallrunoff modeling.