بررسی دقت و کارایی مدل‌های بازتحلیل شده هیدرولوژیکی در برآورد میزان تبخیر از مخازن سدها (مطالعه موردی: سد یامچی اردبیل)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 3، دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1402، صفحه 47-62   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2022.77129.1242

نویسندگان

زهرا وهاب زاده آراسته¹؛ اتابک فیضی^{* 2}؛ لیلا ملکانی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

²دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

³استادیار گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی مرند، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

امروزه با در دست داشتن مدل‌های باز تحلیل شده هیدرولوژیکی به‌راحتی می‌توان به مقادیر موردنیاز تبخیر در زمان و مکان دلخواه دست پیدا کرد. در مقاله حاضر به بررسی کارایی مدل‌های بازتحلیل شدۀ هیدرولوژیکی SWBM، HTESSEL، HBV-SIMREG، Ensemble و LISFLOOD برای تخمین مقدار تبخیر از مخزن سد یامچی اردبیل پرداخته شد. جهت ارزیابی کارایی مقادیر تبخیر به دست آمده از مدل‌های باز تحلیل شده هیدرولوژیکی، از نتایج معادلۀ تحلیلی پنمن و مقادیر هشت رابطه تجربی جهت تخمین تبخیر از سطح آزاد آب استفاده گردید. همچنین در کنار این دو روش، دقت مدل‌های بازتحلیل شده با روش عصبی پیش‌خور نیز مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که مقادیر تبخیر حاصل از مدل تحلیلی پنمن دارای ضریب همبستگی 90/0 با داده‌های به دست آمده از تشت تبخیر منطقه موردمطالعه است. از میان مدل‌های بازتحلیل شدۀ هیدرولوژیکی بالاترین همبستگی با مقادیر تشت تبخیر توسط مدل LISFLOOD با مقدار 87/0 و RMSE برابر 37/1 میلی‌متر در روز به دست آمد. نتایج به دست آمده همچنین نشان داد که مقدار MAE مدل LISFLOOD با داده‌های ثبت شده توسط تشت تبخیر در تخمین تبخیر از مخزن سد یامچی در حدود 14/1 میلی‌متر در روز بوده است. با توجه به نتایج حاصله می‌توان بیان کرد که برای تخمین تبخیر از مخازن سد در صورت عدم دسترسی به داده‌های منطقه، مدل‌های بازتحلیل شدۀ هیدرولوژیکی می‌تواند تخمین مناسبی در مقیاس تبخیر روزانه در اختیار کاربر قرار دهد.

کلیدواژه‌ها

تبخیر؛ مخزن سد؛ مدل باز تحلیل شده هیدرولوژیکی؛ مدل تحلیلی و تجربی؛ شبکه عصبی مصنوعی

مراجع

آبکار، علی جان‌؛ حبیب نژاد،‌ محمود‌؛ سلیمانی،‌ کریم؛‌ نقوی،‌ هرمزد؛ ۱۳۹۳. حساسیت مدل ریز‌مقیاس‌نمایی SDSM  به داده‌های باز تحلیل شده در مناطق خشک. خشکبوم. 27-11. (2)4. http://aridbiom.yazd.ac.ir/article_616.html

خوشحال جهرمی، ‌فاطمه؛ ۱۳۹۴. تعیین بهترین روش تجربی برآورد تبخیر از سطح آزاد آب در دو اقلیم متفاوت ازاستان فارس (مطالعه موردی شهرستان آباده و لار). سومین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار. تهران. https://civilica.com/doc/416558/

عزیزیان،‌ اصغر؛ بهمن آبادی، بهاره؛ جناب،‌ مهنوش؛ ۱۳۹۹. برآورد تبخیروتعرق پتانسیل با استفاده از مدلهای بازتحلیل شده مبتنی بر مشاهدات جهانی در اقلیم‌های مختلف ایران. نشریه حفاظت منابع آب و خاک (علمی - پژوهشی). ۱۸-۱، (۱) ۱۰. https://wsrcj.srbiau.ac.ir/article_17322.html

کوهی، سکینه؛ عزیزیان، اصغر؛ بروکا، لوکا؛ ۱۳۹۹. بررسی کارایی منابع تبخیر و تعرق بازتحلیل شده برای واسنجی مدل هیدرولوژیکی توزیعی با رویکرد کاربرد در حوضه‌های فاقد آمار. تحقیقات آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)‌. ۵۱ (۵). ۱۱۹۵-۱۲۱۰. https://ijswr.ut.ac.ir/article_74834.html

نجفوند دریکوندی، مهدی؛ اسلامی، حسین؛ ۱۳۹۵. مقایسه روش‌های تجربی برآورد تبخیر از سطح آزاد آب (مطالعه موردی: سد تنظیمی دز). فصلنامه علمی تخصصی مهندسی آب. ۷۳-۶۵، (۲) ۴. https://jwe.shoushtar.iau.ir/article_531785.html

یزدانی، وحید؛ قهرمان، بیژن؛ داوری، کامران؛ ۱۳۹۰. تعیین بهترین روش تجربی برآورد تبخیر از سطح آزاد در اراضی شالیزاری آمل بر پایه آنالیز حساسیت و مقایسه آن با نتایج شبکه عصبی مصنوعی، مجله پژوهش آب ایران.  (۷) ۴، ۴۷. https://iwrj.sku.ac.ir/article_11124.html

 

Bisselink, B., Zambrano-Bigiarini, M., Burek, P., & de Roo, A., 2016. Assessing the role of uncertain precipitation estimates on the robustness of hydrological model parameters under highly variable climate conditions. Journal of Hydrology: Regional Studies, 8, 112–129 https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2016.09.003

Dembélé, M., Ceperley, N., Zwart, S. J., Salvadore, E., Mariethoz, G., & Schaefli, B., 2020. Potential of satellite and reanalysis evaporation datasets for hydrological modelling under various model calibration strategies. Advances in Water Resources, 143, 103667. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2020.103667

Koukoula, M., Nikolopoulos, E. I., Dokou, Z., & Anagnostou, E. N., 2020. Evaluation of Global Water Resources Reanalysis Products in the Upper Blue Nile River Basin. Journal of Hydrometeorology, 21(5), 935–952. https://doi.org/10.1175/JHM-D-19-0233.1

Lu, J., Wang, G., Chen, T., Li, S., Hagan, D. F. T., Kattel, G., Su, B., 2021. A harmonized global land evaporation dataset from model-based products covering 1980–2017. Earth System Science Data, 13(12), 5879–5898.  https://doi.org/10.5194/essd-13-5879-2021

Yang, X., Yong, B., Ren, L., Zhang, Y., & Long, D., 2017. Multi-scale validation of GLEAM evapotranspiration products over China via ChinaFLUX ET measurements. International Journal of Remote Sensing, 38(20), 5688–5709.

  https://doi.org/10.1080/01431161.2017.1346400