جذب مشاهدات ماهواره‌اي رطوبت خاك براي شبيه‌سازي هيدرولوژيكي رواناب با استفاده از SWAT

كارشناسي ارشد

اهميت افزايش دقت تخمين حاصل مدل‌هاي متنوع هيدرولوژيكي در محافل علمي طي دو دهه اخير همواره از توجه برخوردار بوده است. در اين راستا جذب داده همواره به عنوان يكي ار روش‌هاي مستعد تخمين متغير‌هاي حالت و پارامتر‌هاي مربوط به مدل‌هاي هيدرولوژيكي است. از طرف ديگر طيف وسيعي از مشاهدات مربوط به انواع متغير‌هاي حالت هيدرولوژيكي پتانسيل قابل توجهي در اين زمينه را در اختيار پژوهشگران قرار داده است. در اين تحقيق به منظور تخمين متصل متغير حالت و پارامتر‌هاي مدل SWAT از مشاهدات رطوبت سطحي خاك حاصل از سنجنده AMSR-E استفاده شده است. اين مشاهدات در كنار مقادير اندازه‌گيري شده رواناب سطحي با بهره‌گيري از الگوريتم فيلتر ذره‌اي جذب مدل شده است، به اين منظور تغييرات لازم براي معرفي مقادير مشاهداتي رطوبت خاك در كد‌هاي مرجع SWAT اعمال شده است. جهت ارزيابي كيفيت تخمين حاصل از جذب مشاهدات رطوبت خاك و رواناب به كمك فيلتر ذره و به طور مشخص نسخه PF-SIR ابتدا حوضه آبريز محدود به بالادست ايستگاه آب‌سنجي بيطاس از زيرحوضه‌هاي فرعي حوضه آبريز درياچه اروميه مدل شده است. سپس با تعريف سه سناريو مجزا شامل: 1) جذب مشاهدات رواناب سطحي و ارزيابي اثر آن بر كيفيت تخمين رطوبت خاك و رواناب. 2) جذب مشاهدات ماهواره‌اي رطوبت خاك و ارزيابي اثر آن بر كيفيت تخمين رواناب و رطوبت خاك و 3) جذب توامان مشاهدات رواناب و رطوبت سطحي خاك و ارزيابي نتايج تخمين اين دو متغير تحت اثر جذب تركيبي مشاهدات. براي ارزيابي بهينه الگوريتم فيلتر ذره پيش از هر اقدامي مسئله معيار با بهره‌گيري از تعداد ذرات مختلفي به‌واسطه آن تحليل شد. سپس توانايي الگوريتم فيلتر ذره در تخمين پارامتر‌ها و رواناب يك مورد مطالعاتي مورد آزمايش قرار گرفت. جهت ارزيابي بهتر توانايي‌هاي الگوريتم فيلتر ذره در يك مطالعه حقيقي تخمين پارامتر‌ها و رواناب حوضه در قياس با نتايج واسنجي الگوريتم SUFI2 مورد آزمايش قرار گرفته است. در اين بررسي كه از چهار معيار نكوئي برازش و دو معيار ارزيابي كيفيت تخمين توده‌اي استفاده شده است، نتايج نشان از بهبود دقت تخمين نقطه‌اي و توده‌اي با بهره‌گيري از فيلتر ذره داشته‌اند. در نهايت عملكرد فيلتر ذره به كمك فايل اجرايي نسخه اصلاح شده SWAT در جذب مشاهدات رواناب و رطوبت خاك مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند كه جذب مشاهدات اين متغير‌ها با وجود افزايش دقت تخمين هركدام در سناريو‌هايي كه خود متغير جذب شده است، كمكي به بهبود دقت پيش‌بيني متغير ديگر نخواهند كرد. اين نكته در حالي است كه جذب مشاهدات تومان اين متغير‌ها سبب بهبود دقت مقادير پيش‌بيني هر دو آن‌ها شده است.

194429

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي و مديريت منابع آب

دكتر حسين عليزاده - دكتر برات مجردي