دوره 10، شماره 19 - ( بهار و تابستان 1398 )                   جلد 10 شماره 19 صفحات 36-45 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Kavian A, Mohammadi M. Effects of Digital Elevation Models (DEM) Spatial Resolution on Hydrological Simulation . jwmr. 2019; 10 (19) :36-45
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-806-fa.html
کاویان عطااله، محمدی مازیار. اثر دقت مکانی مدل های رقومی ارتفاعی بر شبیه سازی هیدرولوژیکی . پ‍‍ژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز. 1398; 10 (19) :36-45

URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-806-fa.html


گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ساری
چکیده:   (285 مشاهده)

مدل ارتفاعی رقومی یکی از مهم­ترین داده­ های مورد نیاز در مدل­سازی حوزه آبخیز با مدل­های هیدرولوژیکی است که دقت مکانی آن تاثیر بسزایی در صحت شبیه ­سازی فرایندهای هیدرولوژیکی دارد. مطالعات مختلف با مدل پرکاربرد SWAT نشان داده ­اند که نتایج شبیه­ سازی این مدل به کیفیت داده­ های توپوگرافی بسیار حساس است. هدف این مطالعه ارزیابی اثر دقت مکانی سه نوع مدل ارتفاعی رقومی ASTER (دقت مکانی30 متر)، SRTM (دقت مکانی 90 متر) و GTOPO30 (دقت مکانی 1000 متر) بر عدم اطمینان نتایج شبیه ­سازی دبی و نیترات کل در حوزه آبخیز تالار در استان مازندران می ­باشد. با کاهش دقت مکانی از 30 به 1000 متر خصوصیات فیزوگرافی حوزه مانند تعداد واحدهای هیدرولوژیکی کاهش ولی میانگین شیب حوزه و میانگین حداقل و حداکثر ارتفاع افزایش می یابد و همچنین ترسیم مسیر آبراهه نیز به­ شدت متاثر از دقت مکانی DEM می ­باشد. بهترین نتایج حاصل از واسنجی و صحت­ سنجی دبی ماهانه در ایستگاه شیرگاه برای مدل ارتفاعی رقومی ASTER حاصل شد. ضریب R2  و NS در دوره واسنجی به ترتیب 71/0 و 68/0 و در دوره صحت­سنجی 70/0 و 54/0 بدست آمد. در نهایت با محاسبه ­ی خطای نسبی نتایج حاصل از شبیه سازی با SRTM و GTOPO30 نسبت به ASTER مشخص شد که با افزایش دقت مکانی از 30 به 90  متر مدل در شبیه ­سازی دبی و نیترات کل در اکثر ماه­ها بیش ­تخمینی اما با افزایش دقت مکانی از 30 به 1000 متر مدل در شبیه­ سازی این دو پارامتر در تمامی ماه­ها در دوره­ ی شبیه ­سازی کم­ تخمینی داشته است. نتایج پژوهش حاضر نشان داد دقت شبیه ­سازی دبی و نیترات کل با مدل ارتفاعی رقومی ASTER دارای بالاترین قدرت تفکیک مکانی بهترین شبیه سازی را نسبت به SRTM و GTOPO30 ارئه می­ کند.
 

متن کامل [PDF 521 kb]   (49 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: حفاظت آب و خاک
دریافت: ۱۳۹۶/۲/۲۴ | ویرایش نهایی: ۱۳۹۸/۵/۹ | پذیرش: ۱۳۹۶/۹/۵ | انتشار: ۱۳۹۸/۵/۱۲

فهرست منابع
1. Arnold, J., J. Kiniry, R. Rinivasan, J. wiliams, E. Haney and S. Neitsch. 2012. Soil and water assessment tool theoretical documentation version 2012. College Station: Texas Water Resources Institute.
2. Arnold, J., R. Srinivasan, R. Muttiah and J. Williams. 1998. Large area hydrologic modeling and assessment part I: Model development1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 34(1): 73-89. [DOI:10.1111/j.1752-1688.1998.tb05961.x]
3. Bormann, H. 2008. Sensitivity of a soil-vegetation-atmosphere transfer scheme to input data resolution and data classification. Journal of Hydrology, 138: 154-169. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2007.12.011]
4. Chaplot, V. 2005. Impact of DEM mesh size and soil map scale on SWAT runoff, sediment, and NO3CN loads predictions. Journal of Hydrology, 312: 207-222. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2005.02.017]
5. Chaubey, I., A. Cotter, T. Costello and T. Soerens. 2005. Effect of DEM data resolution on SWAT output uncertainty. Hydrological Process, 19: 621-628. [DOI:10.1002/hyp.5607]
6. Cibin, R., K.P. Sudheer and I. Chaubey. 2010. Sensitivity and identifiability of stream flow generation parameters of the SWAT model. Hydrological Processes, 24(9): 1133-1148. [DOI:10.1002/hyp.7568]
7. Cotter, A., I. Chaubey, T. Costello, T. Soerens and M. Nelson. 2003. Water quality model output uncertainty as affected by spatial resolution of input data. J. Am. Water Resour Assoc, 39: 977-986. [DOI:10.1111/j.1752-1688.2003.tb04420.x]
8. Dixon, B. and J. Earls. 2009. Resample or not?! Effects of resolution of DEMs in watershed modelling. Hydrological Processes, 23: 1714-1724. [DOI:10.1002/hyp.7306]
9. Jeyrani, F., S. Farid and A. Moridi. 2011. The effect of spatial resolution of digital elevation model on calibration and estimation of runoff and sediment using SWAT-CUP model. Journal of Soil and Water Conservation, 18(4): 81-102 (In Persian).
10. Li, Z., Q. Shao, Z. Xu and X. Cai. 2010. Analysis of parameter uncertainty in semi-distributed hydrological models using bootstrap method: A case study of SWAT model applied to Yingluoxia watershed in northwest China. Journal of Hydrology, 385: 76-83. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2010.01.025]
11. Lin, S., C. Jing, V. Chaplot, X. Yu, Z. Zhang, N. Moore and J. Wu. 2010. Effect of DEM resolution on SWAT outputs of runoff, sediment and nutrients. Hydrology and Earth System Sciences, 7: 4411-4435. [DOI:10.5194/hessd-7-4411-2010]
12. Moriasi, D., J. Arnold, M. Van Liew, R. Bingner, R. Harmel and T. Veith. 2007. Model Evaluation Guidelines for Systematic Quantification of Accuracy in Watershed Simulations. Transactions of the ASABE, 50(3): 885-900. [DOI:10.13031/2013.23153]
13. Peipei, Z., L. Ruimin, B. Yimeng, W. Jiawei, Y. Wenwen and S. Zhenyao. 2014. Uncertainty of SWAT model at different DEM resolutions in a large mountainous watershed. Water Research, 53(1): 132-144. [DOI:10.1016/j.watres.2014.01.018]
14. Sharma, A., K. Tiwari and P. Bhadoria. 2011. Determining optimum cell size of digital elevation model for hydrologic application. Journal of Earth System Science, 120: 573-582. [DOI:10.1007/s12040-011-0092-3]
15. Shen, Z., L. Chen and T. Chen. 2013. The influence of parameter distribution uncertainty on hydrological and sediment modelling: A case study of SWAT model applied to the Daning watershed of the three Gorges Reservoir Region, China. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27: 235-251. [DOI:10.1007/s00477-012-0579-8]
16. Sivasena Reddy, A. and M. Janga Reddy. 2015. Evaluating the influence of spatial resolutions of DEM on watershed runoff and sediment yield using SWAT. Indian Academy of Sciences, 124(7): 1517-1529. [DOI:10.1007/s12040-015-0617-2]
17. Thomas, I., P. Jordan, O. Shine, O. Fenton, P. Mellander, P. Dunlop and P. Murphy. 2017. Defining optimal DEM resolutions and point densities for modelling hydrologically sensitive areas in agricultural catchments dominatedby microtopography by microtopography. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 54: 38-52. [DOI:10.1016/j.jag.2016.08.012]
18. Williams, J. and H. Berndt. 1977. Sediment yield prediction based on watershed hydrology. Trans. ASAE, 20(6): 1100-1104. [DOI:10.13031/2013.35710]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به (پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز (علمی-پژوهشی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Journal of Watershed Management Research

Designed & Developed by : Yektaweb