مقایسه اثرگذاری مدل های رقومی ارتفاع بر دقت و بهینه سازی مدل WRF-Hydro در مطالعه حوضه ی آبریز پلرود

هدف از این تحقیق پیش بینی سیلاب و بررسی تاثیر وضوح و ماهیت متفاوت مدل های رقومی ارتفاع (DEM)  بر شبیه سازی پیک سیلاب با استفاده از مدل WRF-Hydro در حوضه آبریز پلرود در سواحل جنوب غربی دریای خزر است.

در این تحقیق از دو DEM با ماهیت هیدرولوژی (HYDROSHEDS، MERIT) و یک DEM با کاربرد توپوگرافی و زمین شناسی (SRTM 30m) جهت داده ورودی پیش پردازش مدل WRF-Hydro استفاده شده است. در نهایت برای هر پیش پردازش با ورودی DEM متفاوت، پارامترهایی که بیش ترین تاثیر را بر روی مقدار پیک سیلاب و شکل هیدروگراف دارند بهینه شدند. این پارامترها به ترتیب REFDK (هدایت هیدرولیکی اشباع) ، REFKDT (پارامتر نفوذ) و MANN (ضریب زبری کانال) هستند. یک بازه احتمالی برای مقدار هر پارامتر تخمین زده شد و سپس در گام بعدی با مقایسه هیدروگراف شبیه سازی شده و هیدروگراف مشاهداتی مقدار بهینه برای هر پارامتر تعیین گردید.

از میان مدل های رقومی ارتفاع، MERIT DEM بهترین نتایج را نشان می دهد و میزان خطا در هر سه تاریخ واسنجی به ترتیب برابر با 3/2- ، 15/0- و 92/5- می باشد. پس از MERIT DEM، مدل رقومی ارتفاع SRTM USGS 30m به ترتیب با مقدار خطای نسبی 45/0 ، 4/4 و 2/14 برای هر سه رویداد بهترین نتایج را ارایه می دهد. باتوجه به نتایج خروجی مدل و داده های مشاهداتی، دو پارامتر REFDK و ضریب مانینگ بیش ترین اثر را در بهینه سازی نتایج مدل داشتند. پارامتر مانینگ اثر قابل توجهی بر زمان عبور جریان دارد به طوری که هرچه مقدار MANN کم تر باشد زمان انتقال سریع تر و جریان بیش تری تولید می شود.

مدل های رقومی ارتفاع با ماهیت هیدرولوژی می توانند اثر بهتری بر نتایج خروجی مدل WRF-Hydro بگذارند. از سوی دیگر پارامترهای بهینه سازی مدل WRF-Hydro اثر قابل ملاحظه ای بر نتایج می گذارند. باتوجه به حوضه مورد مطالعه، داده های بارش، مدل های رقومی ارتفاع و وضوح Geogrid با تفکیک بهتر بسیار حایز اهمیت است. ترکیب مدل های عددی وضع هوا با مدل های هیدرولوژیکی ضمن افزایش زمان پیش هشدار سیلاب، از توانایی قابل قبولی در پیش بینی سیلاب برخوردار است. بنابراین پیشنهاد می گردد که در تدوین و توسعه سیستم هشدار سیلاب در حوضه های سیل خیز کشور از مدلWRF  در ترکیب با مدل هیدرولوژیکی WRF-Hydro جهت پیش بینی سیلاب استفاده شود.