پديد آورنده :
تركان، غزاله
عنوان :
مدل‌سازي بيلان آب حوضه زايندهرود با استفاده از مدل هيدرولوژيك SWAT
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
دوازده، ۱۰۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
سعيد اسلاميان
استاد مشاور :
محمدجواد زارعيان، علي اصغر بسالت پور
توصيفگر ها :
بيلان آب , شبيه سازي هيدرولوژيك مدل SWAT , الگوريتم SUFI-2 , تغيير اقليم , حوضه آبريز زاينده رود
استاد داور :
منوچهر حيدرپور، رضا مدرس
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/20
چكيده فارسي :
چكيده حوضه زايندهرود به عنوان يكي از قطبهاي بزرگ صنعتي و جمعيتي به علت تامين نيازهاي آبي استانهاي اصفهان و چهار محال بختياري در بخش هاي مخلف و همچنين به دليل پيچيدگي مسائل اجتماعي و اقتصادي دخيل در مديريت بهينه منابع ومصارف آب در حوضه امروزه دچار بحران شديد و مسائل ناموزون باالدست پايين دست شدهاست شناخت دقيق و سيستماتيك وضعيت هيدرولوژيك و منابع آب موجود امري ضروري براي مديريت بهينه مصارف موجود در حوضه به نظر ميرسد اين امر ارزش علمي و عملي بيالن آبي را بديهي ميسازد تدوين بيالن آب در سطح حوضه آبريز نياز به پردازش حجم زيادي از اطالعات مكاني دارد و لذا استفاده از ابزار GIS و مدلهاي مفهومي امري اجتنابناپذير است در اين تحقيق از مدل SWAT كه مدلي مفهومي و نيمهتوزيعي در مقياس حوضه آبريز است براي شبيهسازي هيدرولوژيك حوضه زايندهرود استفاده شد اطالعات مورد نياز ورودي شامل نقشههاي رقومي ارتفاعي كاربري اراضي خصوصيات خاك و اطالعات هواشناسي شامل دادههاي روزانه بارش و دماي كمينه و بيشينه روزانه به مدل معرفي شده و مدل با اين دادهها اجرا گرديد حساسيت پارامترهاي موثر بر جريان با استفاده از الگوريتم 2 SUFI در برنامه SWAT CUP مورد ارزيابي گرفت مدل ساخته شده با پارامترهاي انتخابشده در مرحله تحليل حساسيت با استفاده از معيارهاي نش ساتكليف به عنوان تابع هدف و همچنين به كارگيري دادههاي سه ايستگاه هيدرومتري پلزمانخان موسيان و ديزيچه به صورت ماهانه مورد واسنجي و اعتبارسنجي قرار گرفت واسنجي مدل براي سالهاي 0002 تا 6002 و اعتبارسنجي مدل براي سالهاي آماري 7002 تا 9002 انجام گرفت نتايج نشان داد كه مدل واسنجيشده براي حوضه آبريز زايندهرود از عملكرد مطلوبي براي هر دو دوره واسنجي و اعتبارسنجي برخوردار است بنابراين مدل SWAT كارايي قابل قبولي جهت شبيهسازي بيالن آب منطقه دارا ميباشد در اين پژوهش به منظور بررسي تاثير تغييرات اقليم در دورههاي آتي از مدلهاي اقليمي از جديدترين گزارش هيأت بين الدول تغيير اقليم گزارش پنجم تحت سه سناريوي انتشار 6 2 RCP4 5 RCP و5 8 RCP استفاده گرديد دادههاي خروجي از مدلهاي گردش عمومي جو GCM پس از ريزمقياسنمايي مكاني به مولد آب و هوايي LARS WG معرفي گرديد و دادهاي اقليمي آينده توسط اين مولد توليد شد به منظور بررسي تغييرات اقليم دادههاي اين مدلها در دوره تاريخي با دادههاي مشاهداتي حوضه و توسط معيار ارزيابي جذر ميانگين مربعات خطا RMSE مورد ارزيابي قرار گرفتند و سپس مدلي كه از بيشترين انطباق با دادههاي مشاهداتي هر پارامتر اقليمي در هر ايستگاه برخوردار بود براي پيشبيني براي دوره آينده بكارگيري شد سپس از اين مدلها براي شبيهسازي اقليم آينده تحت سناريوهاي تغيير اقليم استفاده گرديد بدين منظور دوره زماني پايه از سال 1791 تا 5002 انتخاب گرديد و دادههاي اقليمي براي هر پارامتر در هر ايستگاه براي دوره زماني 9402 0402 پيشبيني شد در نهايت اثرات تغيير اقليم بر مؤلفههاي بيالن آب شامل تبخير و تعرق رواناب سطحي و جريان جانبي جريان آب زيرزميني و تغذيه آبخوان مورد بررسي قرار گرفت در ميان تمامي مولفههاي بيالن آب مورد بررسي فرآيند تبخير و تعرق بيشترين سهم تلفات را نسبت به ديگر مولفههاي بيالن به خود اختصاص دادكه در دوره آينده تحت سناريوهاي 6 2 RCP و5 4 0 8 RCP ميليمتر و در5 8 0 9 RCP ميلي متر افزايش پيدا ميكند همچنين رواناب سطحي نيز در مقايسه با دوره پايه 2 11 7 9 و 2 9 ميلي متر به ترتيب در سناريوهاي 6 2 RCP4 5 RCP و 5 8 RCP نسبت به دوره پايه افزايش خواهد داشت جريان آب زيرزميني نيز به مقدار 5 2 ميليمتر در سناريوهاي 6 2 RCP و5 4 RCP همچنين 33 2 ميلي متر در سناريوي 5 8 RCP نسبت به دوره پايه افزايش خواهد يافت مقدار جرياني جانبي در مقايسه با ساير مولفه ها بسيار ناچيز است و تغيير قابل توجهي درطي سالهاي 9002 تا 9402 نخواهد داشت واژههاي كليدي بيالن آب شبيهسازي هيدرولوژيك مدل SWAT الگوريتم 2 SUFI تغيير اقليم حوضه آبريز زايندهرود
چكيده انگليسي :
Modeling Water Balance in Zayandeh Rud River Basin Using SWAT Hydrological Model Ghazaleh Torkan g torkan@ag iut ac ir January 13 2018 Department of Water Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Saeid Eslamian saeid@cc iut ac irAbstractZayandeh Rud river basin as one of the major industrial and demographic poles due to water supply indifferent parts of Isfahan and Chaharmahal va Bakhtiari provinces as well as the complexity of social andeconomic issues involved in the optimal management of water resources in the basin today there is a severecrisis and the Irregular issues upstream downstream Accurate and systematic identification of hydrologicconditions and available water resources is essential for sustainable management in the basin This makesclear the scientific and applied value of the water balance Estimation of water balance at the river basinrequires processing large amounts of spatial information therefore using GIS tools is inevitable In thepresent study the Soil and Water Assessment Tool SWAT a conceptual and semi distributive model wasused to simulate the water balance on the Zayandeh Rud river basin For this purpose the input requireddata consist of digital elevation model land use map soil texture map and meteorological informationincluding daily rainfall data and minimum and maximum temperature data were introduced to the modelthen the model was implemented with these data Sensitive SWAT parameters Effective on stream flowwere detected using the SUFI2 algorithm in SWAT CUP program The model was calibrated and evaluatedon a monthly scale with the parameters selected in the sensitivity analysis step by Nash Sutcliffe Efficiency NSE as a target function and also using the data from three hydrometric stations in the basin Polzamankhan Mousian and Diziche The model was calibrated for 2000 2006 period and evaluated for2007 2009 period The results showed that calibrated model for Zayandeh Rud river basin has goodperformance for both calibration and validation periods Therefore the SWAT model has acceptableperformance in simulating the water balance of the Zayandeh Rud river basin In this study in order toassess the impact of climate change used the GCMs model from the fifth phase of the Coupled ModelIntercomparison Project CMIP5 under three scenarios RCP2 6 RCP4 5 and RCP8 5 that has publishedby IPCC Output data from global climate models GCMs were introduced to the LARS WG climategenerator after spatial downscaling and future climate data was generated by this generator The data ofthese models were evaluated in the historical period with observation data of the basin and assessed by theRoot Mean Squared Error RMSE method and then the model which corresponds to the most consistentwith the observational data of each climatic parameter in each station was used to predict the future climatedata For this purpose the base period was selected from 1971 to 2005 and the climatic data for eachparameter at each station was predicted for the period 2040 2049 Finally the effects of climate change onthe water balance components including the evapotranspiration surface runoff lateral flow Groundwaterflow aquifer recharge Snow fall and water yield were investigated Among all the water balancecomponents the evapotranspiration has the highest share of the water balance which in the future willincrease 0 8mm under RCP2 6 and RCP4 5 and 0 9 mm in RCP8 5 Surface runoff will increase 11 2 9 7and 9 2 mm respectively in RCP2 6 RCP4 5 and RCP8 5 scenarios The groundwater flow will increase2 5 mm in RCP2 6 and RCP4 5 scenarios and 2 33 mm in RCP8 5 scenario The amount of lateral flowcompared with other components is negligible and there will be no significant changes between 2009 and2049 Keywords Water Balance SWAT Model SUFI2 Algorithm Climate Change Zayandeh RudRiver Basin
استاد راهنما :
سعيد اسلاميان
استاد مشاور :
محمدجواد زارعيان، علي اصغر بسالت پور
استاد داور :
منوچهر حيدرپور، رضا مدرس
