نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز

2 استاد آب و هواشناسی دانشگاه تبریز

3 دانشیار دانشگاه تبریز

10.22034/gp.2020.10542

چکیده

خایر برفی حوضه‌های کوهستانی از منابع آبی مهم کشور محسوب می­شوند که شناخت دقیق کمیت این منابع به لحاظ ارزش روزافزون آب شیرین و هم به دلیل بهره‌برداری بهینه از منابع آب ضروری است. در این پژوهش از تصاویر سطح برف MODIS (MOD 10 A2)و تغییرات سطح پوشش برف در سال 90- 1389 برای شبیه‌سازی رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه آبریز سهزاب (از زیر حوضه­های قسمت جنوبی سبلان) با به‌کارگیری مدل SRM، استفاده شد. ارزیابی مدل SRM با استفاده از دو شاخص ضریب همبستگی و تفاضل حجمی به ترتیب برابر با 81 و 3/2 درصد می­باشد. شاخص ضریب همبستگی ازنظر قابل‌قبول بودن بستگی به کیفیت داده‌ها دارد و ممکن است با داشتن داده‌های کافی مقدار 85% هم قابل‌قبول نباشد ولی در حوضه‌ای با داده‌های کم و بی­کیفیت مقادیر پایین­تر هم قابل‌قبول می­باشند. با توجه به کمبود داده­های هواشناسی و زمینی در حوضه آبریز سهزاب، نتیجه به‌دست‌آمده برای حوضه مذکور قابل‌قبول می­باشد. استفاده از مدل­های هیدرولوژیکی و تصاویر ماهواره­ای به همراه داده­های زمینی قوی می­توانند به‌عنوان ابزاری برای برنامه­ریزی و مدیریت منابع آب مخصوصاٌ در حوضه­هایی که ذوب برف یکی از فاکتورهای ایجاد رواناب است، مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The estimation of snowmelt runoff using SRM model (case study: Sahzab Catchment)

نویسندگان [English]

  • sakineh kadkhodaei 1
  • Saeed Jahanbakhsh asl, 2
  • Khalil Valizadeh Kamran 3

1 MA, University of Tabriz

2 Professor in Climatology, University of Tabriz

3 Associate professor of University of Tabriz

چکیده [English]

Introuduction
Snow reserves of mountain areas considered as one of the most important water resources of country which accurately recognition of quantity of these resources are essential due to the increasing value of freshwater and optimal utilization of resources. Sabalan mountain are one of the important basins of country that the water from melting snow which has fallen in winter, provide water for agriculture and surrounding areas drinking in spring and summer.  In this study for simulations runoff from snowmelt in the Sahzab catchment, (of sub-basin in the southern part of Sabalan) from mod 10a2 product and changes in snow cover of 2010-2011, using SRM model(based on degree-day method), has conducted. Results suggest during the statistical period, the greatest and lowest amounts of snow coverage are for February and may, respectively.
Methodology
 The Snowmelt Runoff Model (SRM) as the most frequently used model in model in prognosticating and simulating runoff in mountainous basins using snow covered areas as an input, was employed in current study to simulate the runoff produced from snowmelt. The S factor (snow cover area) was extracted using 8 day images of MODIS sensor (combining bands number 6 and 4), NDSI index (with the necessary thresholds) ENVI and GIS software. In order to achieve the desired objectives, ground data such as temperature , rainfall and debit were also used.
Results and discussion
Evaluation of SRM model using correlation coefficient and volume subtracting indicator are 81 and 2/3 percent, respectively. R-value indicator acceptability depends on the quality of data and may not be acceptable even by having enough data of 85% value but in a catchment with inappropriate and low data, lower value also is acceptable. With respect to shortage of meteorological and terrestrial data in Sahzab catchment, the SRM results of this study showed acceptable simulations for runoff simulation that was caused by snow melting in sahzab catchment.
Conclusion
Using of hydrological models and satellite images combined with powerful ground-based data can be used as a tool for planning and management of water resources, particularly in the area where snow melting is one of the factors leading to runoff. If studies on snowcovered area, snowmelt and its effects are considered on small scale such as riverside tributaries extraction of snow cover maps for each of the catchment basins, careful planning can be done for each region which will be in line with sustainable development.

- ادهمی، سلام، 1384، کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در پهنه‌بندی پوشش برف (مطالعه موردی حوضه آجی چای)، پایان‌نامه ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه تبریز.
- دینی، غلامرضا، (1384)، «بررسی تغییرات سطوح برف­گیردرالبرز مرکزی با استفاده از داده­های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)»، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس.
- رسولی، علی‌اکبر، (1390)، «مقدمه‌ای بر هواشناسی و اقلیم‌شناسی ماهواره­ای»، انتشارات دانشگاه تبریز، تبریز، چاپ اول.
- فتاحی، ابراهیم، دلاور، مجید، قاسمی، الهه، (1390)، «شبیه‌سازی رواناب ناشی از ذوب برف در حوضه‌های کوهستانی با استفاده از مدل SRM (مطالعه موردی: حوضه آبریز بازفت)»، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شماره 23، سال 1390، صص 129-141.
- کمالی، مرتضی، حجام، سهراب، وظیفه دوست، مجید، (1390)، «بررسی سطح پوشش برف و تأثیر آن بر عملکرد گندم دیم در استان خراسان»، نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)، شماره 6، سال 90، صص 1502 – 1494.
- مختاری مطلق، پیمان، جوانی، رهنما، شریفان، حسین، (1392)، «برآورد رواناب حاصل از ذوب برف فصلی به کمک مدل SRM(مطالعه موردی حوضه آبریز زیارت در استان گلستان)»، اولین همایش ملی چالش‌های منابع آب و کشاورزی، اصفهان،1392.
- معتمدی، علی، صدقی، حسین، (1392)، «هیدرولوژی برف»، انتشارات ارکان دانش، اصفهان، چاپ اول.
- میر­یعقوب­زاده، میرحسین، قنبر پور، محمد­رضا، (1389)، «بررسی نقشه­های پوشش برفی حاصل از تصاویر ماهواره­ای MODIS در مدل­سازی رواناب ذوب برف، (مطالعه موردی حوضه آبخیز سد کرج)»، مجله علوم زمین، شماره 76، سال 19، صص 141 تا 148.
- نجف زاده، رضا، ابریشم چی، احمد، تجریشی، مسعود، طاهری شهر آئینی، حمید، (1383)، «شبیه‌سازی جریان رودخانه با مدل ذوب برف»، مجله آب و فاضلاب، شماره 52، سال 1383، صص 2-11.
- نجفی، محمدرضا، شیخی وند، جواد، پرهمت، جهانگیر،1383، «برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه­های برف‌گیر با استفاده از مدل SRM(مطالعه موردی حوضه سد مهاباد)»، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، شماره 3، سال یازدهم، صص 111-121.
 
- Georgievsky, M.V, (2009),Application of the Snowmelt Runoff Modeling the Kuban river basin Using MODIS Satellite Image, Environmental Research Letters,NO.4,PP. 1-5.
- Hall, D. K. Riggs, G. A. Salomonson, V. V. DeGirolamo, N. E. Bayr, K. J. & Jin, J. M, (2002), MODIS Snow-cover products. Remote Sensing of Environment, No.83, PP. 181–194.
-Harshburger, B.J. Karen, S.H. Von, P.W. Brandon, C.M. Troy, R.B. and Rango, A. (2010),Evaluation of Short-to-Medium Range Stream flow Forecasts Obtained Using an Enhanced Version of SRM, Journal of the American Water Resources Association (JAWRA):1-15.PP.1752-1688.
-Klein, A. G. & Barnett, A. C, (2003), Validation of daily MODIS snow cover maps ofUpper Rio Grande river basin for the 2000-2001 snow year, Remote Sensing of Environment, NO. 86, PP. 162-176.
-Malcher, P. and Heidinger, M, (2001), Processing and Data Assimilation Scheme for Satellite Snow Cover Products in the Hydrological model, 28.4.2004, Version 1, Envisnow EVG1-CT- 2001-00052.
-Rango, A. and Martinec, J. (1998), The Snowmelt Runoff Model (SRM) User/s Manual, Version 4, URL: fttp // hydrolab.arsusda. gov/ pub / srm / srm4. pdf.
-Salomonson,V.V.&Appel, I, (2004), Estimating Fractional Snow Cover from MODIS Using the Normalized Difference Snow Index, Remote Sensing of Environment journal, No. 89, PP. 351-360.