23870

برآورد رواناب حاصل از ذوب برف با تأكيد بر برآورد دماي هوا با كمك تصاوير ماهواره‌اي

كارشناسي ارشد

عمران - مديريت منابع آب

1396

1399/12/06

دكتر ابراهيم جباري - دكتر برات مجردي

دكتر حسين عليزاده

مهندسي عمران

آب استحصال ناشي از ذوب برف، يكي از بزرگترين منابع آب شيرين مي‌باشد كه مي‌تواند كمك شاياني را در تأمين آب شرب ، كشاورزي بوده و اطلاع دقيق نسبت به آن مي‌تواند به تخصيص بهينه در بخش‌هاي مختلف مصرفي، در فصول گرم و خشك ‌سال كمك نمايد . همچنين در شرايط افزايش ناگهاني دماي هوا كه احتمال وقوع سيلاب وجود دارد، درصورتي‌كه اطلاعات مناسبي نسبت به برف بالادست در دسترس باشد ، مي‌توان اقدامات لازم مديريتي را در خصوص كنترل آن ، اجرا نمود. ازجمله مهم‌ترين پارامترها در ذوب برف، دماي هوا مي‌باشد. با توجه به اين‌كه اكثر نواحي برف¬گير در مناطق صعب‌العبور واقع‌شده‌اند، تعداد قابل قبولي ايستگاه هواشناسي به‌منظور ثبت اطلاعات وجود ندارد.در تحقيق حاضر ، قصد داريم در ابتدا دماي هوا را با كمك تصاوير ماهواره‌اي كه اطلاعاتشان به‌صورت پيوسته مكاني و زماني مي باشند را محاسبه نموده و سپس رواناب حاصل از ذوب برف را بدست آوريم . حوضه آبريز ازنا – اليگودرز، يكي از زير حوضه‌هاي بالادست كارون بزرگ مي‌باشد كه مورد مطالعه قرار گرفته است. به‌منظور برآورد دماي هوا ، ابتدا لايه‌هاي اطلاعاتي دماي سطح زمين ، شاخص پوشش گياهي ، ارتفاع، شيب ، جهت شيب متناظر با موقعيت ايستگاه‌هاي هواشناسي مربوط به دوره ذوب برف سال‌هاي 2007 تا 2016 آماده ‌شده و سپس با به ‌كارگيري روش رگرسيوني جنگل تصادفي ، مدلي به‌منظور برآورد دماي هوا ارائه شد. مقادير ضريب تعيين (R2 ) نزديك به 0.8 و ميانگين قدر مطلق خطاي (RMSE ) كمتر از 2 درجه سانتي‌گراد نشان‌دهنده عملكرد مطلوب مدل مي باشد. به‌منظور برآورد رواناب ذوب برف، با توجه به اينكه نواحي بالادست حوضه داراي ايستگاه هواشناسي نمي باشد ، به كمك مدل رگرسيوني دماي هوا و انتخاب چند نقطه به عنوان ايستگاه مرجع دماي هوا را محاسبه نموده و سپس با كمك مدل SWAT و كاليبراسيون در SWAT-CUP ، نتايج مدل بهبود پيدا كرد. با مقايسه شاخص آماري در دو حالت استفاده از ايستگاه‌هاي دماسنجي مجاور ناحيه و استفاده از دماي هوا مربوط به ايستگاه مرجع ، نتايج بهبود مدل را در حالت استفاده از مدل رگرسيوني ، نشان داد .

1400/03/18

Estimation of Snowmelt Runoff with Emphasis Estimation Air Temprature By Using satelite imagery

2/25/2022 12:00:00 AM

Snowmelt extraction water is one of the largest sources of fresh water that can be a great help in drinking water supply, agriculture and accurate information about it can help the optimal allocation in different consumption sectors in the hot and dry seasons of the year. Also, in the event of a sudden rise in temperature, which is likely to cause floods, if proper information is available about the upstream snow, the necessary management measures can be taken to control it. One of the most important parameters in melting snow is air temperature. Due to the fact that most of the snowy areas are located in impassable areas, there is no acceptable number of meteorological stations to record information. In the present study, we intend to first measure the air temperature with the help of satellite images whose information is continuously spatial and temporal. Calculate and then obtain the runoff from snowmelt. Azna-Aligudarz catchment is one of the upstream basins of Karun Bozorg that has been studied. In order to estimate the air temperature, first the data layers of surface temperature, vegetation index, altitude, slope, for the slope corresponding to the location of meteorological stations related to the snowmelt period from 2007 to 2016 were prepared and then using a random forest regression method, a model for Air temperature estimates were provided. The values ​​of coefficient of determination (R2) are close to 0.8 and the mean absolute error value (RMSE) less than 2 ° C indicates the optimal performance of the model. In order to estimate the snowmelt runoff, considering that the upstream areas of the basin do not have a meteorological station, calculate the air temperature using a regression model and select several points as a reference station, and then with the help of SWAT model and calibration in SWAT-CUP , Model results improved. By comparing the statistical index in the two modes of using thermometer stations adjacent to the area and using the air temperature of the reference station, the results showed the improvement of the model in the mode of using the regression model.

ذوب برف , دماي هوا , مدل رگرسيوني جنگل تصادفي , تصاوير ماهواره اي , مدل هيدرولوژيكي سوات

snowmelt , Air temprature , Random forest regression model , Satelite Images , SWAT