Skip to main content
SUPERVISOR
Manouchehr Heidarpour,Esmaeel Landy
منوچهر حیدرپوراسفرجانی (استاد راهنما) اسماعیل لندی (استاد مشاور)
 
STUDENT
NADIA KIA
نادیا کیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Evaluation of SWAT Model Efficiency on Runoff and Sediment Load for Watershed Basin in Mazandaran
Because of importance of rivers in water supply, the knowledge of surface runoff and sediment rate can help us to future programming of water supply. Nowadays, usage of systemic methods such as mathematical improvement and simulation, are effective to hydrologic studies. Also, use of this methods because of their ability to analysis data in short time, is increasing. In this study, SWAT2009 was applied to simulate runoff and sediment load and to consider Effect of Construction of Dams on runoff and sediment load in Mazandaran watershed with an area of 29666.92 Km 2 .Calibration, uncertainty analysis and validation were performed with SWAT-CUP software and SUFI-2 program. The model was run for period of 2000-2010 and data of 57 rain gages, 6 synoptic gages and 12 Hydrometry stations were used for running of model. P-factor, r-factor, R 2 and Nash-Sutcliffe values were used to assess the ability of SWAT model. The results of the model in simulating daily runoff and sediment of Hydrometry stations were not satisfactory at calibration and validation stages. For calibration of daily runoff, Ns, r-factor, p-factor and R 2 values were -0.07 to -1.77, 0.04 to 0.33, zero to 44 percent and zero to 28 percent , respectively for selected stations. For calibration of daily sediment load, Ns, r-factor, p-factor and R 2 values were -0.07 to -6.11, 0.08 to 6.28, 3 to 41 percent and zero to 25 percent, respectively. Also, for validation of daily runoff and sediment load in mazandaran watershed, these values were likely the values in calibration. The results showed that SWAT can not simulate runoff and sediment load very good in mazandaran watershed. Since there is no enough data for Dams such as storage volume, reservoir area and etc. Weak simulation at stations in downstream of Dams obtains. Other reasons for weak simulation in model were variety in soil and land use. In other hands, flow of water in most rivers was provided from snow melt and springs. Weak simulation of SWAT in these stations showed that SWAT could not predict snow melt and springs water very well. Finally, weak simulation in model arising from unsuitable of flow net, DEM and land use maps, weak estimation of snow melt and inadequate information for dams in watershed. Keywords : Systematic methods, Runoff and sediment load, SWAT2009 model, SUFI-2 program.
با توجه به اهمیتی که رودخانه ها در تأمین منابع آب بشر دارند، آگاهی از میزان رواناب و بار رسوبی که حمل می کنند می تواند بشر را در برنامه ریزی های آینده در منابع آب یاری نماید. امروزه، کاربرد روش های سیستمی به خاطر توانایی پردازش حجم بالایی از داده ها در مدت زمان کوتاه در برنامه ریزی منابع آب در حال افزایش می باشد. از آنجایی که مدل SWAT2009 یک مدل جامع و کامل جهت ارزیابی فرآیندهای هیدرولوژیک در سطح حوضه ی آبریز می باشد و کاربرد آن در مطالعات هیدرولوژیک در سراسر دنیا در حال افزایش است، در این پژوهش از این مدل جهت ارزیابی مقدار بار رسوب و رواناب حوضه ی آبریز مازندران به وسعت 92/29666 کیلومتر مربع و همچنین تأثیری که احداث سد بر آن ها دارد، استفاده شده است. واسنجی و اعتبار سنجی مدل نیز با استفاده از نرم افزار SWAT-CUP و بکارگیری الگوریتم SUFI-2 از این نرم افزار انجام شده است. مدل برای بازه ی زمانی 2000 تا 2010 اجرا شد و از داده های 57 ایستگاه باران سنجی، 6 ایستگاه سینوپتیک و 12 ایستگاه هیدرومتری به نام های پل سفید، گلورد، آبلو، قرآن تالار، کیاکلا، پنجاب، بلده، رزن، پل ذغال، نهالستان کلاردشت و ریگ چشمه جهت اجرای مدل استفاده شده است. شاخص های ضریب NS، r-factor، p-factor و R 2 جهت ارزیابی مدل بکار گرفته شده اند. نتایج مدل SWAT برای رواناب و رسوب روزانه در ایستگاه های ذکر شده در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی مدل، شبیه سازی بسیار ضعیفی را نشان می دهند. مقادیر ضریب نش- ساتکلیف، r-factor، p-factor و R 2 در مرحله ی واسنجی رواناب به ترتیب 07/0- تا 77/1- ، 04/0 تا 33/0، صفر تا 44 درصد و صفر تا 28 درصد برای ایستگاه های هیدرومتری انتخاب شده بدست آمد. مقادیر ضریب نش- ساتکلیف، r-factor، p-factor و R 2 در مرحله ی واسنجی رسوب نیز به ترتیب 07/0- تا 11/6-، 08/0 تا 28/6، 3 تا 41 درصد و صفر تا 25 درصد بوده است که نشان دهنده ی ضعف مدل در شبیه سازی رواناب و رسوب حوضه ی آبریز مازندران است. نتایج مرحله ی اعتبارسنجی مدل نیز نشان از شبیه سازی ضعیفی در حوضه دارد. در مجموع مدل در این حوضه ی آبریز ، رواناب و بار رسوب را به خوبی شبیه سازی نکرده است و این مسأله میتواند ناشی از وجود 8 سد در بالادست زیرحوضه های انتخابی باشد. در واقع مدل بدون در دست داشتن اطلاعات کافی از سد از جمله حجم ذخیره، سطح دریاچه و غیره قادر به اعمال اثر سد در حوضه نخواهد بود. از جمله دلایل دیگر در شبیه سازی ضعیف در حوضه، تنوع در خاک و کاربری اراضی می باشد که امکان دقیق نبودن نقشه های مورد استفاده را فراهم می سازد و باعث ایجاد خطا در شبیه سازی می گردد. از طرفی اکثر ایستگاه های انتخابی در مسیر رودخانه هایی واقع شده اند که بیشتر آب آن ها از ذوب برف و چشمه سارها تأمین می گردد. شبیه سازی ضعیف رواناب در این ایستگاه ها نشان دهنده ی این است که مدل قادر به شبیه سازی مناسبی از ذوب برف و آب چشمه سارها نبوده است. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که شبیه سازی ضعیف در حوضه ی آبریز مازندران به دلایل مختلفی بستگی دارد که از آن جمله می توان به دقت نامناسب نقشه های موجود مثل شبکه جریان، نقشه ی رقومی ارتفاعی، کاربری اراضی و غیره، شبیه سازی ضعیف ذوب برف و عدم وجود اطلاعات کافی برای سدهای موجود در منطقه اشاره کرد. کلمات کلیدی: روش های سیستمی، بار رسوب و رواناب، مدل SWAT2009، الگوریتم SUFI-2

ارتقاء امنیت وب با وف بومی