شبیه‌سازی رواناب ذوب برف در حوضه شهرچای با استفاده از مدل SRM

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه آب و هواشناسی دانشگاه تبریز

2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز

3 دانشجوی ارشد آب‌ و هواشناسی، دانشکدۀ جغرافیا و برنامه‌ریزی، دانشگاه تبریز‌، تبریز، ایران

4 دانشیار گروه سنجش از دور، دانشکدۀ جغرافیا و برنامه‌ریزی، دانشگاه تبریز‌، تبریز، ایران

5 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته سنجش از دور دانشگاه تبریز

چکیده

با توجه به اهمیت بارش برف در تأمین آب در مناطق کوهستانی، برآورد دقیق آب معادل برف و همچنین تغییرات سطح پوشش آن،‌ در بخش­های کشاورزی، انرژی، مدیریت مخزن و هشدار سیل مؤثر است. در این مطالعه، به‌منظور برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوضۀ شهرچای، نخست سطح پوشش برف برای سال آبی 92 با استفاده از تصاویر روزانۀ ماهوارۀترا- مودیس با تفکیک مکانی 1 کیلومتر در محیط نرم­افزار ENVI استخراج شد. آنگاه با استفاده از الحاقیۀ Hec_GeoHMS در نرم­افزارGIS، مشخصات فیزیوگرافی حوضه به‌دست آمد. در مرحلۀ بعد، با وارد‌کردن داده­های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و شاخص‌های لازم به مدلSRM، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه­سازی شد. نتایج نشان داد، سهم جریان رودخانه از ذوب برف در ماه­های فروردین و اردیبهشت چشمگیر است، ولی با افزایش درجه‌حرارت هوا در خرداد‌ماه، سهم باران در جریان پررنگ­تر است. همچنین نتایج شبیه­سازی بیانگر دقت بالای این مدل است، به‌طوری‌که ضریب تعیین (R2) معادل 9/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 96/1 به‌دست آمد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Snow-melt Runoff in Shahrchay Basin Using the SRM Model

نویسندگان [English]

  • Saeed Jahanbakgsh ASL 1
  • Yaghuob Dinpajoh 2
  • Mohammad Hossein Aalineghad 3
  • Khalil Valizadeh Kamran 4
  • Morteza Parhizkar 5
1 Professor, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 PhD Candidate, University of Tabriz, Iran
4 Associate Professor, University of Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Considering the importance of snowfall in supplying water of different regions especially mountainous areas, accurate estimation of snow water equivalence and changes of its coverage would be effective in agriculture, energy, management of reservoir and flood warnings. In this study, in order to estimate the runoff from melting snow in Shahrchay basin, snow cover for water year of 2012-2013 were extracted in ENVI software by using images of Modis satellite with a 1 km spatial resolution. Then, by using the Hec_GeoHMS accession in the GIS software, meteorological characteristics of the basin were obtained. In the next step, the snow-melt runoff was simulated by importing snow cover data, meteorological variables and indicators for the SRM model. The results showed that the river flow share of snow melting is impressive in March and April, but with the increase in the degree of air temperature in June, the proportion of rain is more impressive. Also, simulation results indicate high accuracy of this model, so that the coefficient of determination and volume percent of error of model was 0.9 and %1.96, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Snow
  • Remote Sensing
  • runoff
  • SRM
  • MODIS
  • Shahrchay
انصاری، هادی، (1391). برآورد رواناب حاصل از ذوب برف با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های هواشناسی (‌مطالعۀ موردی‌: حوضه‌های لیقوان‌چای و صوفی‌چای‌). پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، رشتۀ مهندسی آب. دانشگاه تبریز.
رسولی، علی‌اکبر. و ادهمی، سلام، (1386). محاسبۀ آب معادل از پوشش برفی با پردازش تصاویر سنجندۀ مودیس. جغرافیا و توسعه. (10) 36-23.
علیزاده، امین، (1387). اصول هیدرولوژی کاربردی. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع). چاپ سی­ام. مشهد.
فتاحی، ابراهیم. دلاور، مسعود و قاسمی، الهه، (1390). شبیه­سازی رواناب ناشی از ذوب برف در حوضه­های کوهستانی با استفاده از مدل SRM، مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز بازفت. نشریۀ تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. (23): 129-141.
کارآموز، محمد. و عراقی­نژاد، شهاب، (1393). هیدرولوژی پیشرفته. انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران). چاپ سوم.
کمالی، مرتضی. حجام، سهراب و وظیفه‌دوست، مجید، (1390). بررسی سطح پوشش برف و تأثیر آن بر عملکرد گندم دیم در استان خراسان. نشریۀ آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). (6): 1502 – 1494.
نجف‌زاده، رضا. ابریشم‌چی، احمد. تجریشی، مسعود و طاهری شهر­آئینی، حمید، (1383). شبیه­سازی جریان رودخانه با مدل ذوب برف. مجلۀ آب و فاضلاب. (52)‌: 11-2.
Bales R.C. and Cline D. (2003). Snow hydrology and water resources: western united states, In Handbook of Weather, Climate and Water: Dynamics,Climate, Physical Meteorology, Weather Systems, and Measurements, Ed. Potter T.D., Colman B.R., Wiley-Interscience, 10:443-459.
 Carroll T., Cline D., Fall G., Nilsson A., Li L. and Rost A. (2001). Nohrs coperations and the simulation of snow cover properties for the coterminous U.S. Proceedings of the 69th Western Snow Conference, Sun Valley, 25: 16-19.
Hall D.K., Riggs G.A. and Salomonson V.V. (1995). Development of methods for mapping global snow cover using moderate resolution imaging spectroradiometer data. Remote Sens. Environ. 54(2):127–140.
Hall D.K., Tait G.A., Riggs V.V.,Salomonson J., Chien Y.L. and Andrew G.K.(1998). Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD) for the MODIS Snow-,Lake Ice- and Sea Ice-Mappin Algorithms, modis Algorithm TheoreticalBasis Document Number ATBD-MOD-10,NASA Goddard Space Flight Center.
Harshburger B.J., Karen S.H., Von P.W., Brandon C.M. Troy R.B. and Rango A. (2010). Evaluation of short-to-medium range stream flow forecasts obtained using an enhanced version of SRM. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 15(1):1752-1688.
McCuen R. H. (1998). Hydrologic analysis and design. Printice-Hall Pub., Inc. N.J., PP.548.
Malcher P. and Heidinger M. 2001. Processing and data assimilation scheme for satellite snow cover products in the hydrological model. Envisnow EVG1-CT- 2001-00052.
Klein A.G., Hall D.K. and Riggs G.A. (1998). Improving snowcover mapping in forests through the use of a canopy reflectance model. Hydrological Processes, 12: 1723–1744.
Rango A. and Martinec J. (1998). The snowmelt runoff model (SRM) user/s manual, version 4, URL: fttp // hydrolab. arsusda. gov/ pub / srm / srm4.pdf.
Shahabi H., Khezri S., Bin Ahmad B. and Ariffin M T. (2014). Application of moderate resolution imaging spectroradiometer snow cover maps in modeling snowmelt runoff process in the central zab basin, Iran. Journal of Applied Remot Sensing, 12:1212-1223.
Seidel K. and Martinec J. (2002). Hydrological applications of Satellite Snow Cover mapping in the swiss Alps. Proceedings of Earsel-Lissig-Workshop Observing Our Cryosphere from Space, Bern, March 11-13.
Tahir A A, Chevallier P, Arnaud Y and Ahmad B.(2011). “Snow cover dynamics and hydrological regime of the Hunza River basin, Karakoram Range, Northern Pakistan,” Hydrology and Earth System Sciences, no. 7, pp. 2275–2290.
Tekeli A.E., Akyurek Z., Arda Sorman A., Sensoy A. and Unal Sorman A. (2005). Using MODIS snow cover maps in modeling snowmelt runoff process in the easternpart of Turkey. Journal of Remote Sensing of Environment, 97: 216-230.
Yonggang Ma, Yue Huang, Xi chen, Yongping Li, Anming Bao. (2013). Modelling Snowmelt Runoff under climate change scenarios in an ungauged Mountainous watershed, Northwest China.Mathematical problems in Engineering. Article ID 808565, 9 pages.