عنوان پایان‌نامه
مدل سازی رواناب - رسوب مبتنی بر رویکردپویایی سیستم و مقایسه آن با مدلSWAT(مطالعه موردی :حوزه آبخیز کارده)
- رشته تحصیلی
- زراعت - فیزیولوژی گیاهان زراعی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75652;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7143;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75652;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7143
- تاریخ دفاع
- ۱۸ مرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد رستمی خلج
- استاد راهنما
- علی سلاجقه, علیرضا مقدم نیا
- چکیده
- چکیده مدل‌سازی رواناب - رسوب یکی از روش‌های تخمین رواناب و بار رسوب خروجی از حوضه و ابزاری مناسب برای مطالعه فرآیندهای هیدرولوژیکی، ارزیابی منابع آبی و مدیریت حوزه آبخیز می¬باشد. اما پیچیدگی و ماهیت غیرخطی فرآیند رواناب - رسوب و ناشناخته بودن تأثیر عوامل روی یکدیگر و نهایتاً روی دبی و رسوب خروجی حوضه مدل‌سازی را مشکل‌تر می¬نماید. لذا استفاده از روش¬هایی که علاوه بر پویایی، قابلیت توسعه، ساختار مفهومی و کاربرپسند داشته باشد ضروری است. ازاین‌رو در این مطالعه برای مدل‌سازی رواناب - رسوب از روش¬ پویایی سیستم (SD) تحت یک مطالعه موردی در حوضه سد کارده مشهد در محیط نرم‌افزاری Vensim استفاده شد. مدل SD از نوع مدل¬های مفهومی یکپارچه است که از دو مدل رواناب و رسوب تشکیل می¬شود و با توجه به پویا بودن مدل¬ها این دو مدل با یکدیگر در ارتباط هستند و نتایج هرکدام بر دیگری تأثیر دارد. هرکدام از این مدل¬ها به‌نوبه خود به زیر مدل¬هایی تقسیم می¬شوند. مدل رواناب شامل شش مخزن است که عبارت از: مخزن برف، مخزن تاج پوشش، مخزن سطوح نفوذناپذیر، مخزن خاک سطحی، مخزن خاک زیرسطحی و مخزن آب زیرزمینی می¬باشد. مدل رسوب از سه زیر مدل تشکیل شده است که هسته اصلی آن را مدل MUSLE تشکیل می¬دهد. داده¬های ورودی مورد نیاز شامل بارندگی و دمای متوسط روزانه است. برای واسنجی مدل SD از داده¬های روزانه دبی خروجی حوضه در بازه زمانی سال¬های 1998 تا 2008 و برای اعتبار سنجی مدل از دوره آماری سال 2012-2009 استفاده شد. مدل نیمه توزیعی SWAT نیز در همان بازه¬هایی که مدل SD واسنجی و اعتبارسنجی شده بود، اجرا شد. درنهایت برای بررسی کارایی مدل SD نتایج به‌دست‌آمده از این مدل با مدل SWAT مقایسه شد. نتایج تحلیل حساسیت مدل SD نشان داد پارامترهای مربوط به دما، حداکثر ظرفیت مخزن تاج پوشش، عرض آبراهه اصلی و ضریب حداکثر مقدار رسوب قابل‌حمل در حوضه مورد مطالعه از حساسیت بیشتری برخوردارند و در مدل SWAT نفوذپذیری و حداکثر ظرفیت تاج پوشش تأثیرگذارتر هستند. همچنین مقادیر شبیه‌سازی‌شده و مشاهده¬ای تطابق خوبی داشتند و مقادیر ضریب ناش- ساتکلیف در دوره واسنجی رواناب برای مدل SD و SWAT به ترتیب 7/0 و 75/0 و در دوره اعتبارسنجی 62/0 و 66/0 به دست آمد. همچنین این ضریب در دوره واسنجی رسوب برای مدل SD و SWAT به ترتیب 57/0 و 58/0 و در دوره اعتبار
- Abstract
- Abstract Runoff-sediment modeling is one of methods for runoff and sediment load from the basin techniques estimation and an appropriate tool for studying hydrological processes, water resources evaluation and watershed management. But the complexity and the non-linear nature of runoff-sediment process and not being known factors affecting it and generally on discharge and sediment load at watershed outlet, modeling has become more difficult. Therefore, it’s essential to apply the methods wich are included additionally dynamic, development capability, conceptual structure. Thus, in this study were used System Dynamics (SD) methods for runoff-sediment modeling in the Kardeh dam basin of Mashhad in Vensim software environment. SD model type is lumped conceptual models that is made from the two runoff and sediment models and these two models are linked together with respect to its dynamic and the results of each affects the other one. Each of these models in turn are divided into sub-models. The runoff model includes 6 reservoir: snow storage, canopy storage, impervious storage, surface soil storage, subsurface storage and groundwater storage. Sediment model includs three sub-models which MUSLE model is considered as main component. The input data required includes average daily precipitation and temperature. To calibrate the SD model daily discharge data from basin outlet during 1998 to 2008 and for evaluation the discharge from 2009 to 2012 were used. Semi-distributed SWAT model was run in the same periods when are also SD model was calibrated and validated. Finally, in order to evaluate effecincy of the SD model, the results of this model were compared with SWAT model. The results of sensitivity analysis showed temperature parameters, maximum canopy storage capacity, main channel width and maximum concentration of sediment that can be transported coefficient in the study area and saturated hydraulic conductivity and maximum canopy storage are more sensitive for SD
