Investigation of the effect of climate change on runoff curve number by using GIS and RS (case study: Mansourabad and Navroud watersheds)

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

مصطفی یعقوب زاده ¹ , بهروز اعتباری ² , علی شهیدی ³ , علی محمد نوفرستی ⁴

1 - گروه سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، واحد بیرجند.
2 - شرکت آب منطقه ای خراسان جنوبی.
3 - گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، واحد بیرجند.
4 - گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، واحد بیرجند.

تاریخ دریافت : 1390/05/09 تاریخ پذیرش : 1390/07/13 تاریخ انتشار : 2011/12/01

کلید واژه: سیستم اطلاعات جغرافیایی, Remote Sensing, سنجش از دور, Geographic Information System, Curve number runoff, NDVI, HEC-HMS model, شماره منحنی رواناب, شاخصNDVI, مدل HEC- .HMS,

چکیده مقاله :

Application of gepraphic information system and image processing in evaluation of surface runoff of a watershed in recent years has increased greatly. In the study , the runoff curve number map was prepared using geographic information system (GIS)and Landsat Sattelite Images (ETM+)for two watersheds of Mansourabad in southern Khorasan province and Navroud in Gilan province based on the factors of hydrologic soil group, land use, land cover and hydrologic conditions. The land cover map was perpared by NDVI index and watersheds were classified by three classes of good, fair and weak sitation vegetation in Mansourabad watershed but for Navrood watershed, Vegetation had three classes of excellent, good and moderate. Land use map of this watersheds was prepared from Landsat Sattelite Images and Soil Hydrologic Group addition to soil, slope and Landuse, geology maps plus filed investigations. From Coalition of GIS shape files and SCS tables, runoff curve number map was extrcated for both watersheds. In evaluation of accuracy of Curve Number, maximum flood discharge in both two watersheds was simulated by HEC-HMS model and compared with observed data. Low errorr discrepancy between simulated and observed dischrge showed that curve number for both basins was calculated with high accurcy. So results showed that weithing runoff curve number in MansoorAbad basin is highly greater than Navrood basin, that this parameter can cause destructive floods during hight intensity events.

چکیده انگلیسی:

استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور به منظور تخمین رواناب حوضه آبریزدر سال‌های اخیر افزایش یافته است. این پژوهش به منظور مشخص نمودن وضعیت هیدرولوژیکی و رواناب دو حوضه آبریز با دو اقلیم متفاوت (خشک و مرطوب) در کشور انجام شد. در این تحقیق، نقشه شماره منحنی رواناب با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و تصاویر ماهواره لندست (ETM+) برای دو حوضه آبریز، منصورآباد خراسان جنوبی و ناورود گیلان و بر اساس فاکتورهایی مانند گروه هیدرولوژی خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی تعیین شده است. نقشه وضعیت پوشش زمین برای دو حوضه آبریز با کمک شاخص NDVI، نقشه کاربری اراضی حوضه‌ها با استفاده از داده‌های ماهواره لندست و نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک به کمک نقشه‌های خاک، شیب، کاربری اراضی، تشکیلات زمین شناسی و بازدیدهای صحرائی تهیه گردید. از تلفیق نقشه‌های تهیه شده در GIS و با استفاده از  جدول SCS، نقشه شماره منحنی رواناب برای هر دو حوضه تعیین گردید. سپس برای ارزیابی صحت شماره منحنی به دست آمده، دبی حداکثر سیلاب در هر دو حوضه آبریز به کمک مدل HEC-HMS محاسبه و با مقدار مشاهده ای مقایسه گردید. عدم اختلاف معنی دار بین دبی محاسبه ای و مشاهده ای، نشان داد شماره منحنی هر دو حوضه آبریز با صحت زیاد محاسبه شده است. هم چنین نتایج نشان داد که متوسط وزنی شماره منحنی رواناب حوضه منصورآباد خیلی بیشتر از حوضه ناورود می باشد که این امر می تواند سبب بروز سیلاب‌های مخرب در هنگام وقوع رگبارهای فراوان شود.

منابع و مأخذ:

- اکبرپور، ا، و شریفی، م.ب. (1385). تخمین شماره منحنی رواناب با استفاده از سنجش از دور وسیستم اطلاعات جغرافیایی(مطالعه موردی: حوضه آبریز کامه)، در مجموعه مقالات هفتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز، 357-365.

-یعقوب زاده، م. (1387). تعیین شماره منحنی حوضه آبریز با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) (مطالعه موردی: حوضه آبریز منصورآباد بیرجند)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ص150.

-ASCE, (1993). Criteria for evaluation of watershed models, J. Irrig.drain. Engrg, 119(3): 425-449.

-Foher, N., Haverkamp, S,. Eckhardt, K and Frede, G. (2001). Hydrologic response to land use change on the catchment scale, physics and chemistry of earth, part B: Hydrology, oceans and Atmosphere, 26, pp.577-582.

-French, R.M., Miller, J.J., Dettling, CH and Carr, J.R.  (2006). “Use of remotely sensed data to estimate the flow of water to a playa lake”, Journal of Hydrology, pp. 62-81.

-Gandini, M.L and Usunoff, E.J. (2004). SCS curve number estimation using remote sensing NDVI in a GIS environmental, Journal of Environmental Hydrology, 12, pp.168-179.

 -InciTekeli, Y., Akguül, O., Dengiz. A and Aküzüm ,T. ( 2006). Estimation of flood discharge for small watershed using SCS curve number and geographic information system, River Basin Flood Management Journal, pp. 527-538.

- Mather, P.M. (1999). Computer Processing of Remotely-sensed Images, John Wiley and Sons.NewYork, p. 332

- Mishra, S.K., Tyagi, J.V., Singh, V.P.,  Ranvir Singh,D. (2006). SCS-CN-based modeling of sediment yield, Journal of Hydrology, pp. 301-322.

-Nayak, R.T and Jaiswal, R.K. (2003). Rainfall-Runoff modeling using satellite data and GIS for Bebas river in Madhta Pradesh, Journal-CV, 47-50.

-Symeonahis, E., Koukoulas, S., Calvo-Case, A., Aruau-Rosalen, E and Makris, I. (2005). A land use change and land degradation study in Spain and Greece using remote sensing and GIS. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, XXth ISPRS Congress, Istambul, 16-23 July.

-Titmarsh, G.W., Cordery, I and Pilgrim,F. (1995). Calibration procedures for the Rational and USSCS design flood methods, Journ. Hydraulic Engg., Amer. Soc. Civ. Engrs., 121, pp. 61-70