ارزیابی مدل wrf برای شبیه‌سازی بارش و پیش‌بینی سیلاب در حوضه آبریز کارون 4

در این تحقیق مقادیر ساعتی بارش و دمای هوا در حوضه کارون 4 در جنوب غربی ایران با مدل عددی wrf، شبیه سازی شد تا دقت مدل در پیش بینی سیل در این حوضه ارزیابی گرددد. واقعه سیل در مارس 2016 انتخاب شد. برای شرایط مرزی و اولیه مدل از داده‌های جهانی با تفکیک 75/0 درجه استفاده شده است. مدل wrfبا استفاده از هشت پیکربندی متفاوت، شامل یک طرح واره همرفتی، دو طرح واره لایه مرزی سیاره‌ای، دو طرح واره خُردفیزیک، یک طرح واره لایه سطحی و دو طرح واره تابش موج کوتاه اجرا شد تا پیکربندی مناسب برای شبیه سازی دما و بارش به دست آید. نتایج نشان داد که در شبیه سازی بارش ساعتی ترکیب طرح واره myj لایه مرزی با دیگر طرح واره های خردفیزیک و تابش کوتاه نسبت به طرح واره ysu نتیجه بهتری به دست می دهد. بهترین مقدار ioa (ضریب تطابق) بین بارش مشاهداتی و برآورد شده مدل  به ترتیب 77/0، 76/0، 74/0 و 52/0 در شهرکرد، سامان، کوهرنگ و لردگان با ترکیب لایه مرزی myj، خردفیزیک lin  و تابش کوتاه dudhia  به دست آمد. در حالی که در شبیه سازی دمای هوای ساعتی، ترکیب طرح واره لایه مرزی ysu با دیگر طرح واره ها عملکرد بهتری داشته است. به طوری که با این ترکیب بیشترین ضریب تطابق (47/0) بین دمای ساعتی برآورد مدل و مشاهداتی به دست آمده است. بارش برآورد شده توسط پیکربندی لایه مرزی myj، خردفیزیک lin، تابش کوتاه goddard و myjlg در پیش بینی دبی اوج بهتر از دیگر طرح واره ها عمل نموده است به طوری که کمترین ضریب ناش (293/0) و کمترین rmse (37) با این ترکیب به دست آمد. بنابراین به نظر می‌رسد ترکیب طرح واره لایه مرزی myj، طرح واره خردفیزیک ابر lin و طرح واره تابشی goddard در برآورد بارش و دما و در نتیجه پیش‌بینی سیل مارس 2016 در حوضه کارون 4 بهترین عملکرد را داشته اند.

Evaluation of WRF Model for Simulation of Precipitation and Flood Forecasting in Karun 4 Basin

In this study, hourly values ​​of precipitation and air temperature in Karoon 4 basin in southwestern of Iran were simulated with WRF numerical model to evaluate the accuracy of the model for flood prediction. The flood event was selected in March 2016. For global boundary conditions of the model, global data with a resolution of 0.75 were used. The WRF model was implemented using eight different configurations, including a convective schema, two planetary boundary layer schemes, two microphysical schemes, a surface layer schema, and two shortwave radiation schemes to obtain a suitable configuration for simulating temperature and precipitation. The results showed that in the simulation of hourly precipitation, the combination of MYJ boundary layer design with other microphysics and shortray projections yields better results than YSU schema. The best values of IOA (matching coefficient) between observed and estimated precipitation of the model was 0.77, 0.76, 0.74 and 0.52 in Shahrekord, Saman, Koohrang and Lordegan, respectively, by combining MYJ boundary layer, Lin physics and Dudhia short radiation. While in simulating hourly air temperature, the YSU boundary layer schema combination with other schema showed better performance. So that with this combination, the heighest conformity coefficient (0.47) was obtained between the estimated and observed hourly temperature. The estimated rainfall adjusted by MYJ boundary layer configuration, Lin physics, GODDARD short radiation and MYJLG has performed better prediction for peak dischage than the other schemas, so that the lowest Nash coefficient and RMSE were 0.293 and 37 respectively, with this combination. Therefore, the combination of MYJ boundary layer schema, Lin cloud microphysics schema, and GODDARD radiation schema appear to be the best for estimation of precipitation and temperature and consequently for prediction of the March 2016 flood in the Karun 4 basin.