شبیه‌سازی مولفه‌های بیلان آبی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی topkapi-x (مطالعه موردی: حوزه‌ آبخیز کشکان)

با توجه به اهمیت شناخت و آگاهی از وضعیت بیلان آبی حوزه‌های‌آبخیز و تحلیل رفتار هیدرولوژیکی حوضه‌ها، برای برنامه‌ریزی و اجرای طرح‌های مرتبط با آب، لزوم استفاده از فناوری‌های نوین در پیش‌بینی مولفه‌های بیلان آبی بیش از پیش مشهود است. بر این اساس در حوزه ‌آبخیز کشکان با بکارگیری مدل‌ هیدرولوژیکی topkapi-x مولفه‌های بیلان آب حوضه بر اساس طراحی شبکه سلولی شبیه‌سازی گردید. نقشه‌های، کاربری اراضی، نقطه خروجی، بافت خاک، مدل ارتفاعی رقومی و سری‌های زمانی پیوسته دما، بارش و دبی در گام زمانی روزانه ورودی‌های اصلی مدل می‌باشند. مدل در هر شبکه سلولی با توجه به پارامترهای موثر در بیلان آبی، موازنه بیلان آبی کل دوره را برقرار می‌نماید. واسنجی مدل برای 15 سال ابتدایی دوره آماری (1999 تا 2014 میلادی) و اعتبارسنجی مدل برای دوره 6 ساله انتهایی (2014 تا 2020میلادی) لحاظ شده است. بر طبق نتایج شبیه‌سازی  27.02  و 43.28 درصد کل بارش حوضه کشکان بصورت رواناب کل از حوضه‌ خارج شده (به ترتیب در دوره واسنجی و اعتبارسنحی) که با داده مشاهداتی در ایستگاه آبسنجی خروجی حوضه‌ مطابقت دارد. در ادامه برای ارزیابی کارایی مدل، مقادیر شبیه‌سازی شده در هر دو دوره آماری با استفاده از داده‌های مشاهداتی بارش و دبی مورد مقایسه قرار گرفت. روشهای آماری همانند معیار ارزیابی ناش- ساتکلیف نشان داد مدل topkapi-x با دقت نسبتا خوبی (ضریب بالای 60 درصد) مولفه‌های بیلان آبی نظیر تبخیر واقعی و پنانسیل، نفوذ و مقدار رواناب خصوصا رواناب کل را در این حوضه پیش‌بینی نمود.

simulation of water balance components using topkapi-x distributed hydrological model (case study: kashkan basin)

considering the importance of knowing and awareness of the watersheds water balance status, and analyzing the hydrological behavior of watersheds for planning and implementing water-related projects, the need to use new technologies in predicting water balance components is more evident than ever. based on this, in the kashkan basin by utilizing the topkapi-x hydrological model, the water balance components of the basin were simulated according to the cellular network design. digital maps of the basin, land use, outlet point, soil texture, elevation, and continuous time series of temperature, precipitation, and discharge in the daily time step are the main inputs of the model. the model in each cell network balances the water balance of the entire period. model calibration was done for the 15 years of the statistical period (1999 to 2014) and model validation for the 6-year period (2014 to 2020). the results showed that 27.02 and 28.43 percent of the total precipitation of the kashkan basin was discharged from the basin as total runoff (respectively for calibration and validation periods), which is consistent with the observation data at the outlet hydrometry station. next, to evaluate the efficiency of the model, the simulated values in both statistical periods were compared to the observational discharge. statistical methods such as the nash-sutcliffe evaluation criteria showed that the topkapi-x model predicted the water balance components such as actual and potential evapotranspiration, infiltration, and the amount of runoff, especially the total runoff, in this basin with relatively good accuracy (coefficient above 60%).