تحلیل حساسیت و عدم قطعیت پارامترهای مدل wetspa در برآورد دبی متوسط و بار رسوب معلق روزانه (مطالعه موردی: حوزه آبخیز رودخانه خرم آباد)
چکیده
امروزه بررسی و تحلیل عدم قطعیت ها برای شبیه سازی دقیق رواناب و رسوب، از موارد کلیدی در ارزیابی بهینه منابع آب و خاک به شمار می رود. بنابراین تعیین پارامترهای حساس مدل ها، یکی از عواملی است که باعث کاهش عدم قطعیت در شبیه سازی می شود. در این راستا حوزه آبخیز خرم آباد لرستان با خروجی ایستگاه هیدرومتری دوآب ویسیان، با مساحتی حدود 2482 کیلومتر مربع و با آمار و اطلاعات روزانه رواناب و رسوب در طی سال های 1383 تا 1390، به عنوان منطقه تحقیق انتخاب گردید. برای شبیه سازی رواناب و رسوب این حوزه از مدل توزیعی- مکانی وتسپا (wetspa) در گام زمانی روزانه استفاده گردید. در واسنجی و تحلیل حساسیت پارامترهای موثر مدل از نرم افزار pest، و روش مونت کارلو برای شبیه سازی رواناب و رسوب استفاده شد. بعد از فرآیند واسنجی، مولفه های مختلف چرخه هیدرولوژیکی در دو مقیاس مکانی و زمانی استخراج و مورد بررسی قرار گرفت. در تحلیل حساسیت پارامترها با استفاده از نرم افزار pest و روش مونت کارلو، پس از رتبه بندی پارامترها، مولفه رواناب سطحی با شدت بارندگی نزدیک صفر (krun) در شبیه سازی رواناب و پارامتر فرسایندگی رواناب سطحی ((kf برای شبیه سازی رسوب معلق از حساسیت بیشتری برخوردار بودند. ارزیابی کارایی مدل با استفاده از شاخص های آماری ناش- ساتکلیف، اریب و قابلیت اعتماد مدل صورت گرفت بطوری که در مرحله واسنجی رواناب به ترتیب 83/7، 0/97 و 74 درصد و در مرحله اعتبارسنجی 66/44، 8/46 و 66 درصد محاسبه گردید. در شبیه سازی رسوب معلق معیارهای آماری ناش- ساتکلیف، اریب مدل و ضریب همبستگی اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفت که مقادیر آنها به ترتیب در مرحله واسنجی 66/5، 6/2 و 76/7 درصد و در مرحله اعتبارسنجی 78/8، 3/5، 84/9 درصد بود. با توجه به نتایج این پژوهش، از بین پارامترهای مورد استفاده در شبیه سازی رواناب، پارامترهای مولفه رواناب سطحی با شدت بارندگی نزدیک صفر و ضریب تصحیح تبخیر و تعرق دارای حساسیت (قطعیت) بیشتر و پارامترهای ضریب باران درجه- روز و ضریب حداکثر ذخیره آب زیرزمینی، از حساسیت کمتر (عدم قطعیت) برخوردار هستند. در شبیه سازی رسوب، پارامتر فرسایندگی رواناب دارای حساسیت بیشتری نسبت به پارامتر فرسایندگی قطرات باران برخوردار است. بنابراین با پارامترهای بهینه شده در این تحقیق می توان رواناب و رسوب حوزه آبخیز خرم آباد را با دقت قابل قبولی شبیه سازی نمود.