صفحه اصلی فهرست مقالات مشخصات مقاله
سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
شماره‌های پیشین نشریه
دوره دوره 10 (1398)
دوره دوره 9 (1397)
دوره دوره 8 (1396)
دوره دوره 7 (1395)
دوره دوره 6 (1394)
دوره دوره 5 (1393)
دوره دوره 4 (1392)
جعفری, رویا, شیخ, واحد بردی, حسینعلی زاده, محسن, رضایی مقدم, حسن. (1394). شبیه سازی رواناب های سطحی با استفاده از مدل مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی لیسم (LISEM). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 6(4), 77-94.
رویا جعفری; واحد بردی شیخ; محسن حسینعلی زاده; حسن رضایی مقدم. "شبیه سازی رواناب های سطحی با استفاده از مدل مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی لیسم (LISEM)". سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 6, 4, 1394, 77-94.
جعفری, رویا, شیخ, واحد بردی, حسینعلی زاده, محسن, رضایی مقدم, حسن. (1394). 'شبیه سازی رواناب های سطحی با استفاده از مدل مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی لیسم (LISEM)', سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 6(4), pp. 77-94.
جعفری, رویا, شیخ, واحد بردی, حسینعلی زاده, محسن, رضایی مقدم, حسن. شبیه سازی رواناب های سطحی با استفاده از مدل مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی لیسم (LISEM). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی, 1394; 6(4): 77-94.

شبیه سازی رواناب های سطحی با استفاده از مدل مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی لیسم (LISEM)

مقاله 6، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 21، زمستان 1394، صفحه 77-94  XML اصل مقاله (1.95 MB)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
رویا جعفری email 1؛ واحد بردی شیخ2؛ محسن حسینعلی زاده3؛ حسن رضایی مقدم1
1دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
2دانشیار دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
3استادیار دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
تاریخ دریافت: 19 آذر 1393،  تاریخ بازنگری: 05 خرداد 1394،  تاریخ پذیرش: 30 خرداد 1394 
چکیده
شبیه‌سازی پدیده رواناب ناشی از هر بارندگی در برآورد شدت سیل بسیار ارزشمند است. برای حفاظت حوزه‌های آبخیز، استفاده از مدلی که توانایی برآورد رواناب را در زمان‌ها و مکان‌های معین داشته باشد، ضروری است. این پژوهش به منظور شبیه‌سازی رواناب در زیر حوزه زراعی منتهی به شهرک بهزیستی گرگان و همچنین ارزیابی تأثیر سناریوهای مدیریتی پوشش گیاهی در 3 رویداد بارش در سال‌های گذشته با استفاده از مدل فیزیکی لیسم (LISEM)، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی و برنامه‌نویسی PCRaster انجام شد. برای اجرای مدل لیسم، چهار نقشه پایه، مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی، بافت خاک و راه‌ها با فرمت رستری تهیه گردید. نقشه مدل رقومی ارتفاعی حوزه مورد مطالعه با اندازه سلولی 1×1 متر از تصاویر اولتراکم در محیط ArcGIS®9.3 تهیه گردید. در طی انجام این تحقیق دو رویداد بارش در تاریخ­های 11/8/1393 و 25/6/1394 منجر به ایجاد رواناب شد که از رویداد اول برای واسنجی و رویداد دوم برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. مقایسه آماری هیدروگراف­های شبیه­سازی و مشاهداتی رگبارهای مورخه 11/8/1393 و 25/6/1394 نشان داد که ضریب همبستگی آن­ها به ترتیب 8/0 و 76/0 و معیار ناش- ساتکلیف آن­ها به ترتیب 8/0 و  5/0   می­باشد. نتایج حاصل از شبیه­سازی نشان داد که مدل قادر است میزان کل رواناب، دبی اوج، زمان شروع رواناب و زمان رسیدن به دبی اوج را به خوبی شبیه­سازی نماید. نتایج حاصل از اجرای سناریوی مدیریت پوشش گیاهی به وسیله مدل لیسم نشان داد که حجم رواناب به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها
شبیه‌سازی رواناب؛ مدل لیسم؛ سیستم اطلاعات جغرافیایی؛ گرگان
عنوان مقاله [English]
Simulation of surface runoff using GIS-based model of Limburg soil erosion model (LISEM)
نویسندگان [English]
Roya Jafari1؛ Vahed Berdi Sheikh2؛ Mohsen Hosseinalizadeh3؛ Hassan Rezaei Moghadam1
1MSc. student of Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources
2Assoc. Prof. College of Range Land and Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources
3Assis. Prof. College of Range Land and Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources
چکیده [English]
Simulation of runoff resulted from any significant rainfall events can help to estimate the severity of floods. To protect watersheds, application of a model which is able to predict runoff at certain times and places is essential. Therefore, this study aimed to simulate runoff generation in upstream catchments of the Shahrake Behzisti as well as assessing the effect of implementation of vegetation management scenarios, using three relatively intense rainfall events occurred in recent years. The model of physically based Limburg soil erosion model (LISEM) within PCRaster GIS and programming language was applied in this study. In order to run the LISEM model, four basic raster maps of digital elevation model, landuse, soil texture and roads (impervious areas) were prepared. Digital elevation model map of the catchment was extracted from the Ultracam image of 1 m resolution within the ArcGIS environment. During this study, only two events on 2/11/2014 and 16/9/2015  led to runoff generation. Thus, the first event was used for calibration and the second one for validation of the model. Statistical comparison of the simulated and observed hydrographs of the rain events on 2/11/2014 and 16/9/2015 showed the correlation coefficients of 0.80 and 0.76 and Nash-Sutcliffe criteria of 0.8 and 0.5 respectively. The results of the simulation showed that the model was able to predict total runoff, peak discharge, runoff initiation time and time to peak discharge with relatively good performance. The results of the application of the LISEM model showed that runoff volume and peak discharge significantly decreased by implementation of vegetation management scenarios.
کلیدواژه‌ها [English]
Runoff simulation, Limburg soil erosion model (LISEM), Geographic Information System (GIS), Gorgan
مراجع

1. احمدی ایلخچی، ع.، م. ع. حاج عباسی و ا. جلالیان. 1381. اثر تغییر کاربری‌های زمین‌های مرتعی به دیم‌کاری بر تولید‌ رواناب، هدررفت و کیفیت خاک در منطقه دوراهان چهارمحال بختیاری. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 6(4): 103-116.

2. افشار، ع. 1364. مهندسی هیدرولوژی، چاپ اول، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی، 459 صفحه.

3. برزگر، ع. 1383. فیزیک خاک پیشرفته. انتشارات دانشگاه چمران اهواز. 309 صفحه.

4. بهرامی، س. ع. 1390. بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات هیدرولوژیک حوزه آبخیز سد بوستان استان گلستان با استفاده از مدل HEC-HMS. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. 110 صفحه.

5. پیشداد سلیمان‌آباد، ل.، ع. سلمان ماهینی و ع. نجفی‌نژاد. 1390. ارزیابی اقتصادی تغییر کاربری اراضی با استفاده از سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی ( مطالعه موردی: حوزه آبخیز چراغ ویس سقز). فصلنامه کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(1): 15-29.

6. تلوری، ع. ر. 1375. مدل‌های هیدرولوژیکی به زبان ساده. انتشارات دانشگاه تهران. 401 صفحه.

7. جهانگیر، ع.، م. رائینی سرجاز و م. خ. ضیاتباراحمدی. 1387. شبیه‌سازی فرآیند بارش-رواناب با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در حوزه کارده. آب و خاک، 22(2): 72-84.

8. کلته، آ.، و. ب. شیخ، ا. سعدالدین و ن. نورا. ۱۳۸۹. ارزیابی کارایی مدل فیزیکی LISEM به منظور برآورد سیل در حوضه معرف و زوجی کچیک استان گلستان. چهارمین همایش ملی فرسایش و رسوب، نور، دانشگاه تربیت مدرس. 6 الی 9 شهریور ماه.

9. مخدوم، م. 1380. شالوده آمایش سرزمین، چاپ دهم، انتشارات دانشگاه تهران، 285صفحه.

10. میردیلمی، س. ز.، غ. حشمتی و ی. همت‌زاده. 1390. آمایش حوزه آبخیز کچیک بر اساس مدل سیستمی رایج در آمایش سرزمین به روش دو ترکیبی. فصلنامه کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(3): 65-75.

11. ولیخانی، ن.، ا. ح. چرخابی، م. خیرخواه زرکش و م. ج. سلطانی. 1390. کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی و تصیم‌گیری چند معیاره MCDM در پهنه‌بندی درجه تناسب فیزیکی اراضی شهری ( مطالعه موردی: شمال شهر کرج). فصلنامه کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(2): 1-14.

12. Bewket W, Stroosnijder L. 2003. Effects of agroecological land use succession on soil properties in Chemoga watershed, Blue Nile basin, Ethiopia. Geoderma, 111(1): 85-98.

13. De Roo A, Wesseling C, Jetten V, Offermans R, Ritsema C. 1995. LISEM, Limburg Soil Erosion Model, User Manual. Department of Physical Geography, Utrecht University, The Netherlands. 72 pp.

14. De Roo A. 1996. The LISEM project: an introduction. Hydrological Processes, 10(8): 1021-1025.

15. Elsen EVD, Stolte J. 2002. Soil erosion modeling: description and data reqirements for the LISE physically based erosion model. Department of Soil and Land Use Wageningen University. 20 pp.

16. Harun S, Nor NIA, Kassim AHM. 2012. Artificial neural network model for rainfall–runoff relationship. Jurnal Teknologi, 37(1): 1–12.

17. Hessel R, Jetten V. 2007. Suitability of transport equations in modelling soil erosion for a small Loess Plateau catchment. Engineering Geology, 91(1): 56-71.

18. Izquierdo AE, Grau HR. 2009. Agriculture adjustment, land-use transition and protected areas in Northwestern Argentina. Journal of Environmental Management, 90(2): 858-865.

19. Jetten VG. 2002. LISEM Limgurg Soil Erosion Model user manual. University of Utrecht. 64 pp.

20. Kamphorst E, Jetten V, Guérif J, Iversen B, Douglas J, Paz A. 2000. Predicting depressional storage from soil surface roughness. Soil Science Society of America Journal, 64(5): 1749-1758.

21. Nash J, Sutcliffe JV. 1970. River flow forecasting through conceptual models part I-A discussion of principles. Journal of hydrology, 10(3): 282-290.

22. Onstad C. 1983. Depressional storage on tilled soil surfaces. Paper-American Society of Agricultural Engineers (USA) Microfiche collection, no. fiche 83-2050.

23. Rahmati M, Neyshabouri MR, Fakherifard A, Oskouei MM, Ahmadi A, Sheikh JV. 2013. Rainfall-runoff prediction using LISEM model in Lighvan watershed, North West of Iran. Technical Journal of Engineering and Applied Sciences, 3(16): 1893-1901.

24. Sheikh V, van Loon E, Hessel R, Jetten V. 2010. Sensitivity of LISEM predicted catchment discharge to initial soil moisture content of soil profile. Journal of Hydrology, 393(3): 174-185.

25. Skidmore AK. 1989. A comparison of techniques for calculating gradient and aspect from a gridded digital elevation model. International Journal of Geographical Information System, 3(4): 323-334.

26. Smith R, Parlange JY. 1978. A parameter‐efficient hydrologic infiltration model. Water Resources Research, 14(3): 533-538.

27. von Hoyningen-Huene J. 1981. Die Interzeption des Niederschlags in landwirtschaftlichen Pflanzenbeständen. Arbeitsbericht Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau, DVWK, 280p.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,133
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 648