برآورد مقادیر تبخیروتعرق در مقیاس حوضه آبریز با استفاده از مدل SWAT و الگوریتم SEBAL

نویسندگان

1 دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی عمران گرایش مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی

2 استادیار دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی (نویسنده مسئول)

3 استادیار دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی

doi
10.22059/ijswr.2020.300306.668567
چکیده

برآورد تبخیروتعرق واقعی در حوضه‌های آبریز به منظور استفاده بهینه از منابع آب و بهبود مدیریت حوضه‌ها، امری ضروری است. از جمله روش­های شناخته­شده­ای که به این مساله می‌پردازند، مدل هیدرولوژیکی SWAT‌  و الگوریتم سنجش از دور SEBAL هستند. در این مطالعه، در گام اول، مقادیر تبخیروتعرق حوضه آبریز کرخه، در سه سال خشک، نرمال و تر (به ترتیب: 2008، 2012 و 2015)، با استفاده از مدل SWAT واسنجی شده براساس رواناب و عملکرد محصول و الگوریتم SEBAL به­دست آمده است. مدل SWAT‌ با استفاده از 6 ایستگاه هیدرومتری برای دوره­های 2009-1993 و 2013-2010، به ترتیب واسنجی و اعتبارسنجی شد که برای دوره واسنجی، مقادیر ضریب تبیین  ( R2) بین 45/0 تا 70/0، ضریب نش- ساتکلیف (NS) بین 52/0 تا 67/0 و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) بین 64/12 تا (m3/s) 02/25 و برای دوره اعتبارسنجی، مقادیر R2 بین 4/0 تا 60/0، NS بین 30/0 تا 56/0 و RMSE بین 08/11 تا (m3/s) 17/23 بوده است. همچنین متوسط عملکرد مشاهداتی و شبیه­سازی­شده محصول استراتژیک حوضه که گندم است، به ترتیب برابر با 70/4 و 01/5 تن در هکتار بوده است. در ادامه، نتایج الگوریتم SEBAL و مدل SWAT براساس وضعیت سال آبی، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند که همبستگی میان نتایج این دو روش، برای سه سال نرمال، خشک و تر به ترتیب برابر با 74/0، 60/0 و 52/0 بوده است. در گام دوم از این مطالعه، با توجه به داده­های زمینی و با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS از ماهواره Terra که دارای قدرت تفکیک زمانی مناسب است و سنجنده OLI از ماهواره Landsat8 که دارای قدرت تفکیک مکانی مناسب است، نتایج الگوریتم SEBAL و محدوده تغییرات پارامترهای اصلی این الگوریتم در دشت­های پل­دختر و روانسر، ارائه شده است. دشت روانسر دارای سطح زیر کشت بالاتر و تغییرات توپوگرافی کم­تر است. شبیه­سازی عملکرد محصول توسط نرم­افزار SWAT، در دشت پل­دختر نتیجه بهتری به­دست داده است. با توجه به یافته­های این تحقیق، مقادیر تبخیروتعرق مستخرج از الگوریتم SEBAL و مدل SWAT می­توانند نزدیک به مقادیر واقعی تبخیروتعرق در حوضه باشند.