کاربرد مدل SRM و داده‌های ماهواره‎ای MODIS در برآورد رواناب ناشی از ذوب برف (مطالعه‌ی موردی: حوضه‌ی آبخیز تکاب)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبخیزداری، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استاد گروه آبخیزداری دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 استادیار گروه آبخیزداری دانشگاه ارومیه

چکیده

حوضه‌ آبخیز تکاب، یکی از مهم‌ترین حوضه‌های آبخیز دریاچه ارومیه است. این حوضه‌ آبخیز، کاملا مرتفع و کوهستانی بوده و رواناب ناشی از ذوب برف آن، اهمیت بسیار زیادی دارد. تجمع برف در ماه‌های زمستان یک سال، در ماه‌های بهار سال بعدی پر‌اهمیت تلقی می‌شود و آب حاصل از ذوب برف، برای تاسیسات آبی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به‌طوری که سیلاب‌های قابل توجهی را در زمانی که ذوب برف با بارندگی گرم بهاره همراه باشد، به‌وجود می‌آورد. بنابراین پیش‌بینی ذوب برف، لازم و ضروری به‌نظر می‌رسد و بدون در نظر گرفتن این عامل مدیریت منابع و مخازن و برنامه‌ریزی منابع آبی و هیدرولوژی رودخانه‌ها میسر نخواهد بود. برای شبیه‌سازی جریان در حوضه‌ آبخیز تکاب از مدل رواناب ذوب برف SRM، از  سال‌های آبی 83-84 و برای اعتبار‌سنجی آن از سال‌های آبی 84-85 استفاده شد. با توجه به اینکه تصاویر سنجنده‌ی MODIS از قدرت تفکیک زمانی مناسب در برف‌سنجی برخوردار هستند، برای برآورد سطح تحت پوشش برف از این تصاویر استفاده شده است. نتایج حاصل از تحقیق، نشان داد که استفاده از نقشه‌های پوشش برفی به‌دست آمده از تصاویر MODIS در پیش‌بینی رواناب حوضه مفید است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که مدل، قابلیت و توانایی شبیه‌سازی جریان رواناب حاصل از ذوب برف را دارا است. برای ارزیابی مدل از دو شاخص ضریب تعیین و تفاضل حجمی استفاده شده است که در این مطالعه به ترتیب برابر 75/0و 84/27 درصد هستند. مقادیر بدست آمده، نشان می‌دهند که مدل در برآورد رواناب حاصل از ذوب برف این حوضه دقت بالایی دارد و نشانگر قابلیت کاربرد مدل برای حوضه‌های دیگر منطقه است

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Application of Snowmelt Runoff Model Using MODIS Data (a case study: Tekab Watershed)

نویسندگان [English]

  • Zahra hemmati 1
  • Karim solaimani 2
  • Mir hasan Miryaghoubzadeh 3
1 . M.Sc in Watershed Management Engineering , University of Agriculture and Natural Resources،Sari
2 . Professor of department of watershed management, University of Agriculture and Natural Resources, Sari
3 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources-Urmia University-
چکیده [English]

Takab watershed basin is one of the most important basins of Lake Urmia. The basin is quite hilly and mountainous, and the runoff from its snow melting is of substantial significance. Snow accumulation in winter is considered to be crucial in the spring of the following year, and the water from snow melting is especially important for water facilities in a way that it results in serious floods when the snow melts with warm spring rain. Therefore, the prediction of snow melting seems necessary. Furthermore, managing water resource and reservoirs as well as planning of rivers hydrology would not be possible without considering this factor. The SRM snow melt runoff model was used to simulate the flow considering the 83-84 water years. Furthermore, to test the validity of the model, the 84-85 water years was used.  Due to the fact that the MODIS images have the appropriate time resolution, such images have been used to estimate the underlying snow area. Results of the study showed that the use of snow cover maps, derived from MODIS images, is useful in predicting the runoff of the basin. The findings also show that the model has the ability to simulate the snowmelt runoff. To evaluate the model, two indexes, namely, the coefficient of determination and volume difference were used which were obtained as 0.75 and 27.84%, respectively. The obtained values indicate that the model has high accuracy in estimating the runoff from snow melting in this basin and represents the applicability of the model to other basins in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Runoff
  • Snow Melting
  • SRM Model
  • MODIS
  • Takab Watershed basin

مراجع

  1. بیرودیان ن.، ن. جندقی، 1384، برآورد رواناب ذوب برف به وسیله مدل SRM و مقایسه نتایج آن با اطلاعات آبنمود رودخانه در آبخیز زیارت، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال دوازدهم، شماره ششم، صص.
  2. حبیب نژاد روشن م. و میریعقوب زاده، م.ح.، 1393، هیدرولوژی برف، انتشارات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، 254صفحه.
  3. رشیدی م.، حاجی بیگلو، م.، سربازی، م. و قادری،م.، 1396، برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه‌های آبریز استان خراسان شمالی با استفاده از مدل WinSRM (مطالعه موردی: حوضه آبریز دربند سملقان)، علوم و مهندسی آبیاری، تابستان 96، دوره 40، شماره دوم، صص 159-171.
  4. عرفانیان م.، درویش پور، ا. و عبقری، ه.، 1392، برآورد سطح پوشش برف با ترکیب داده‌های پوشش برف ماهواره‌های Terra و Aqua در استان آذربایجان غربی، نخستین کنفرانس ملی آب و هواشناسی کرمان، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، 10 صفحه.
  5. موحد دانش، ع. ا.، 1376، مقدمه ای بر هیدرولوژی، انتشارات عمیدی، جلد دوم، 420 صفحه.
  6. میریعقوب‌زاده، م.ح.، 1386، شبیه‌سازی رواناب حاصل از ذوب برف، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه مازندران،صص 178.
  7. میریعقوب‌زاده، م.ح. و قنبر پور، م.ر.، 1388، بررسی دقت تفکیک رقومی پارامترهای ابر، برف و زمین در تصاویر ماهواره ای MODIS (مطالعه موردی حوضه آبخیز هراز)، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، زمستان 1388، سال سوم، شماره 9.
  8. میریعقوب‌زاده، م.ح.، قنبرپور، م.ر. و حبیب نژاد، م.، 1390، مدلسازی جریان ناشی از ذوب برف با استفاده از مدل هیدرولوژیکی رواناب حاصل از ذوب برف(مطالعه موردی حوضه آبخیز سد کرج)، مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال هفتم، شماره سوم، صص. 52-40.
  9. Ghanbarpour, M.R., Saghafian, B., Sarvari, M.M. & Abbaspour, K.c., 2007, Evaluation of Spatial AND Temporal Variability of snow cover in a Large Mountainous Basin in Iran: Nordic Hydrology, 38: 45-58 pp.
  10. JamilBut, M.& Bilal, M., 2011, Application of snowmelt runoff model for water resource management: Hydrological Processes, Article first published on line: 29. APR, DOI: 10. 1002/hypo. 8099. http://onlinelibrary.wiley.com/athens.
  11. Martinec, J., Rango, A. & Raberts, R., 2008, Snowmelt Runoff Model Users Manual.
  12. Rittger, k.h., painter, T. & Dozier, J., 2013, Assessment of methods for mapping snow cover from MODIS: Advances in Water Resources, 51 (2013) 367–380.
  13. Tahir, A.A., Chevallier, P., Neppel, A.Y. & Bashir Ahmad, L., 2011, Modeling snowmelt runoff under climate scenarios in the Hunza River basin, Karakoram Range, Northern Pakistan., Original Research Article: Journal of Hydrology, In Press, Corrected Proof, Available online 23 August.
  14. Trent, W., Biggs, T., Whitaker, M., 2012, Critical elevation zones of snowmelt during peak discharges in a mountain river basin: Journal of Hydrology, 438–439 (2012) 52–65.
  15. Paudel, K. & Andersen, P., 2011, Monitoring snow cover variability in an argo pastoral area in the Trans Himalayan region of Nepal using MODIS data with improved cloud removal methodology: Original Research Article, Remote sensing of Environment, 115(5): 1234-1246 pp.
  16. Rango, A. & Martinec, J., 1981, Accuracy of snowmelt Runoff Simulation: Nordic Hydrology, no. 12, 256-274 pp.
  17. Rittger, k.h., painter, T. & Dozier, J., 2013, Assessment of methods for mapping snow cover from MODIS. Advances in Water Resources 51 (2013) 367–380.
  18. Karimi, H., Zeinivand, H., Tahmasebipour, N., Haghizadeh, A. & Miryaghoubzadeh, M., 2016, Comparison of SRM and WetSpa models efficiency for snowmelt runoff simulation: Environ-mental Earth Sciences 75: 664.
  19. Schaper, J., Martinec, J. & Seidel, K, 2000, Distributed Mapping of Snow and Glaciers for Improved Runoff Modeling, Swiss Federal Institute of Technology ETH, Zurich, Switzerland, 11 pp.
  20. Qian Yang., Shengbo Chen ., Hongjie Xie ., Xiaohua Hao ., Wenchun Zhang, 2016, Application of snowmelt runoff model (SRM) in upper Songhuajiang Basin using MODIS remote sensing data: Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2016 IEEE International: 16444742.
  21. Akbari, M., Ranaee, E., Mirzakhan, H., Dargahi, A., Jargeh, M., 2017, Simulation of Snowmelt Runoff Using SRM Model and Comparison With Neural Networks ANN and ANFIS (Case Study&58; Kardeh dam basin): Majallah-i āb va Khāk, Volume 30, Number 6, 2017, pp. 1794-1807(14).
  22. Martinec, J. & Rango, A., 2008, Snowmelt Runoff Model Users Manual.
  23. Yuqiong, L., D. Peters-Lidard, C.H., Kumar, S., L.Foster, J., Shaw, M., Tian, Y. & M.Fall, G., 2013, Assimilating satellite-based snow depth and snow cover products for improving snow predict-tions in Alaska, Advances in Water Resources 54 (2013) 208–227.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار