تحلیل حساسیت و عدم قطعیت مدل SWAT در شبیه سازی دبی جریان، رسوب و فسفر برای یک حوضه آبریز کوهستانی (مطالعه موردی حوضه رودخانه کرج)

شبیه سازی کمیت و کیفیت رواناب­های سطحی در مناطق کوهستانی، به دلیل ویژگی های منحصربه ­فرد این گونه حوضه­های آبریز مانند تاثیر قابل توجه برف بر رژیم جریان، تغییرات زیاد پارامترهای هواشناسی به واسطه تغییر ارتفاع، نرخ بالای فرسایش و کمبود اطلاعات ناشی از مشکلات دسترسی فیزیکی، یکی از موضوعات چالش برانگیز در حوزه مدل سازی حوضه­های آبریز محسوب می شود. یکی از مواردی که کمتر در خصوص مدل سازی این گونه حوضه­ها به آن پرداخته شده، تحلیل حساسیت و عدم قطعیت پیش­بینی­های مرتبط با کیفیت آب، به ویژه در ارتباط با پارامتر مهم فسفر است. هدف از انجام این تحقیق واسنجی، اعتبارسنجی، تحلیل حساسیت و عدم قطعیت پارامتری مدل SWAT در پیش­بینی دبی جریان، رسوب و فسفر کل در یک حوضه آبریز کوهستانی است. مطالعه موردی در حوضه آبریز رودخانه کرج در بالادست آبگیر بیلقان انجام شده و الگوریتم SUFI۲ برای انجام تحلیل عدم قطعیت مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، پارامترهای ضریب جریان پایه آب زیرزمینی، ضریب زبری رواناب سطحی و آهنگ افزایش بارش به ترتیب حساس ترین پارامترهای مدل نسبت به دبی جریان، رسوب و فسفر کل بودند. بهترین ضرایب نش-ساتکلیف (NS) مربوط به شبیه سازی رواناب، رسوب و فسفر کل در همه ایستگاه ها و در مجموع دوره های واسنجی و اعتبار سنجی، به ترتیب برابر با ۷۶/۰، ۵۶/۰ و ۹۲/۰ بدست آمد. همچنین شبیه سازی نقاط اوج نمودار هر سه کمیت مذکور با افزایش عدم قطعیت و کاهش دقت پیش بینی مدل همراه بوده، اما با توجه به قرارگیری بالای ۷۰ درصد مقادیر اندازه گیری شده رواناب و رسوب و نزدیک به ۶۰ درصد مقادیر اندازه گیری شده فسفر کل در بازه عدم قطعیت پیش بینی تولید شده توسط الگوریتم SUFI۲، محدوده پارامترهای مورد استفاده در واسنجی مدل می تواند الگوی مناسبی برای شبیه سازی سناریوهای آتی در حوضه های آبریز کوهستانی مشابه باشد.

کلیدواژه ها:

پیش بینی ، کیفیت آب ، مدل نیمه توزیعی ، واسنجی ، SUFI۲