بخشی از مقاله
چکیده
رواناب جارى شده از ذوب برف در حوضه ها با جداسازى ذرات خاك دامنه ها و فرسایش رودخانه ها، عامل اصلی شکل گیرى رسوبات خروجی از طریق دبی جریان هستند. شبیه سازى دقیق بارش- رواناب در حوضه هاى آﲞیز کوهستانی و برفگیر، گامی مهم در مدیریت منابع آب و ﲢلیل رسوب است . دسﱰسی ساده به داده هاى مورد نیاز براى اجراى مدل SRM از مزایاي این مدل بارش – رواناب در بین مدل هاي مختلف، محسوب می شود.
در این تحقیق از مدل SRM براي شبیه سازي رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه آبخیز سردآبرود در سال آبی 1386 - 1385 و 1387-1386 استفاده و با استفاده از مدل آماري، دبی رسوب معلق، از طریق دبی جریان شبیه سازي شد. براي این مدل، مساحت و ارتفاع هرکدام از طبقات هیپسومتریک به عنوان خصوصیات قابل اندازه گیري حوضه از طریق نقشه هاي توپوگرافی 1:25000، داده هاي بارش، دما، سطح پوشیده از برف و دبی خروجی به عنوان داده هاي هیدرولوژي و هواسناسی ایستگاه ها و شیو دما، دماي بحرانی، فاکتور ذوب برف، ضریب جریان باران و ضریب جریان برف، سطح مشارکت کننده در بارش، ضریب فروکش و زمان تاخیر به عنوان پارامترهاي ورودي به مدل به دست آمدند.
براي تعیین سطح پوشیده از برف از تصاویرماهواره اي MODIS استفاده شد. براي ارزیابی دقت مدل، مقادیر محاسباتی و مشاهداتی رواناب مقایسه شدند. سپس رابطه بین دبی جریان و دبی رسوب آنالیز رگرسیون شد. نتایج نشان می دهد که اختلاف حجمی - - Dv و ضریب تعیین - R² - به ترتیب -3.48 درصد و 0.79است. بنابراین در حالیکه ضریب تعیین - R² - بین رسوب روزانه و بارش روزانه ضعیف و در حدود 0.32 است، این رابطه پس از شبیه سازي از طریق مدل SRM می تواند بین دبی رواناب شبیه سازي شده و دبی رسوب تا 0.65 تقویت شود.
مقدمه
برف مناطق کوهستانی با ذوب تاخیري خود هم در تغذیه منابع زیرزمینی نقش دارد و هم در ایجاد سیلاب هاي بهاره مشارکت می کند. در شکل گیري رواناب ها، عکس العمل هاي هیدرولوژیک حوضه هاي آبخیز و پارامترهاي جوي اهمیت فراوانی دارند. اگرچه مدل هاي مختلف شبیه سازي بارش - رواناب کارایی خوبی در حوضه هاي فاقد آمار جریان نشان می دهند لیکن مدل SRM با دقت بالایی می تواند رواناب حاصل از ذوب برف در مناطق کوهستانی و عرض هاي جغرافیایی بالا را شبیه سازي کند.
کاربردهاي مختلفی از این مدل انتظار می رود این مدل براي حوضه هاي کوچک اروپا طراحی شد اما با کاربرد تصاویر ماهواره اي و سنجش از دور در محاسبه سطح پوشیده ازبرف، امروزه در حوضه هاي بزرگ هم قابل استفاده است. در این مدل می توان با استفاده از تصاویر ماهواره اي و آلگوریتم هاي مختلف، تخمین سطح پوشیده از برف را با دقت بیشتري انجام داد - سیدل1 و همکاران، 2090 :1994 و سینق2 و جین3، . - 258 :2003 بارتون و همکاران با استفاده از شاخص NDSI و رگرسیون چندگانه و با به کارگیري تصاویر ماهواره اي سنجنده MODIS ، سطح پوشیده از برف را بدست آوردند.
- بارتون4 و همکاران، . - :2001 هال و ریگس با آستانه گذاري طیفی بین باندهاي انعکاسی و مادون قرمز با قدرت تفکیک مکانی 500 متر و همچنین نسبت گیري طیفی میان این باندها ، ابرها و برف ها را در تصاویر MODIS ازهم تفکیک کردند - هال5 و ریگس6، . - :2002 سانگون و همکاران با استفاده از تصاویر ماهواره اي MODIS و NOAA رواناب حاصل از ذوب برف حوضه هاي ریواجو و ریو گراند را محاسبه و با روش هاي اختلاف حجمی و ضریب همبستگی، دقت مدل را آزمون نمودند - سانگون7 و همکاران، . - 122 :2003
تحقیقات زیادي در خصوص مدل هاي بارش و رواناب حاصل از ذوب برف ها در حوضه هاي آبخیز کشور هاي مختلف انجام شده است که دقت اغلب آن ها در شبیه سازي، قابل قبول بوده است - تاکلی8 و همکاران، :2005 ،1319 شاپر1 و سیدل، . - 10 :2000 در ایران نیز مطالعات مختلفی در شبیه سازي رواناب ها با استفاده از این مدل انجام شده است که نتایج در همه آن ها حاکی از دقت خوب این مدل در شبیه سازي دارد.
- نجفی و همکاران، 55 :1383، بیرودیان و جندقی، 21 :1384، پرهمت و همکاران، 1381 و دهقانی و همکاران، . - 12 :1389 این تحقیق به آزمون دقت مدل SRM با استفاده از تصاویر ماهواره اي MODIS در شبیه سازي هیدروگراف جریان حاصل از ذوب برف می پردازد و با استفاده از آنالیز رگرسیون، رابطه بین دبی جریان شبیه سازي شده از مدل و دبی رسوب معلق اندازه گیري شده در حوضه آبخیزسردابرود کلاردشت در منطقه کوهستانی شمال ایران را بررسی می کند.
پایگاه داده ها و روش شناسی
حوضه آبخیز سردابرود - شکل - 1 در منطقه کلاردشت در شهرستان چالوس، استان مازندران در دامنه شمالی البرز قرار دارد. در این منطقه 45 قله با ارتفاع بیش از 4000 متر قرار دارد. مدل آماري بدست آمده در حوضه آبخیز سردابرود در شبیه سازي دبی رسوب با استفاده از بارش، چندان مناسب و مطلوب نیست - ضریب تعیین . - 0.32 به این منظور در این تحقیق از ترکیب دو مدلSRM و مدل آماري براي شبیه سازي رسوب استفاده شد.
در شبیه سازي رواناب حاصل از ذوب برف درحوضه رود سرد آبرود چالوس براي ماه هاي آبان تا فروردین در سال آبی 1385 تا 1387 ، از تصاویر ماهواره اي MODIS و شاخص NDSI استفاده شد. براي محاسبه درصد مساحت پوشش برف از منحنی تخلیه برف و براي تهیه این منحنی از ترکیب مدل رقومی ارتفاع و نقشه برف بدست آمده از تصاویر ماهواره اي استفاده شد.
داده هاي دما و بارش و برف روزانه از ایستگاه هواشناسی کلاردشت و داده هاي دبی روزانه و رسوب نعلق از ایستگاه هیدرومتري والت بدست آمد. براي این مدل، مساحت و ارتفاع هر کدام از طبقات هیپسومتریک به عنوان خصوصیات قابل اندازه گیري حوضه از روي نقشه توپوگرافی 1:25000،محاسبه شد. شیو دما، دماي بحرانی - - Tcrit که براي تعیین باران یا برف بودن بارش استفاده می شود.
