ارزیابی دقت ماهوارهTRMM در برآورد مقادیر بارش و رواناب حوضه رودخانه شاپور استان فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه فردوسی

چکیده

مدل‌های بارش- رواناب یکی از روش‌های تخمین رواناب و ابزاری مناسب برای مطالعه فرایندهای هیدرولوژیکی و ارزیابی منابع آبی می‌باشند. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی استفاده از تصاویر ماهواره‌ای TRMM در برآورد مقادیر بارش ایستگاهی و رواناب در حوضه آبریز رودخانه شاپور در استان فارس می‌باشد. بدین منظور از اطلاعات رخدادهای بارش ساعتی، روزانه و ماهانه ایستگاه‌های باران‌سنجی حوضه طی سال‌های 95-1390 استفاده و به مقایسه نتایج آنها با مقادیر داده‌های ماهواره‌ای TRMM و مقادیر اصلاح شده آن پرداخته شد. در ادامه با واسنجی مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS، به ارزیابی استفاده از مقادیر بارش ایستگاهی و مقادیر برآوردی ماهواره‌ای در برآورد رواناب حوضه پرداخته شد. مطابق نتایج بدست آمده نتایج برآورد بارش از مدل‌های TRMM و TRMM اصلاح‌شده در رخدادهای بارش ساعتی و روزانه نسبت به مقیاس ماهانه دقت کمتری دارند و نتایج برآورد بارش از مدل TRMM اصلاح شده در مدل ماهانه دارای ضریب تبیین بیش از 86/0 در ایستگاه‌های مورد بررسی می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی بارش-رواناب از مدل واسنجی شده نیز نشان داد بهترین نتیجه رواناب تخمینی از داده‌های بارش ایستگاهی حاصل گردید که مقدار RMSE آن حدود 94/11 متر مکعب بر ثانیه بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Accuracy of TRMM Satellite for Estimating Precipitation and Runoff Values in Shapour River Basin in Fars Province

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Zangeneh inaloo 1
  • bijan ghahraman 1
  • alireza faridhoseini 2
1 Ferdowsi Universityvof mashhad
2 Department of water engineering, ferdowsi university of mashhad
چکیده [English]

The Rainfall and runoff models are one of the methods for estimating runoff and are suitable tools for studying hydrological processes and assessing water resources. This study amid to evaluate the accuracy of precipitation and run-off estimation from the TRMM Satellite and it’s modified in Shapour river basin in Fars province. For this purpose, the hourly, daily and monthly rainfall data of stations which located in the Shapour basin during 2011-2016 were used. In continue, the calibrated HEC-HMS model was used to assess using precipitation gauge data and satellite TRMM imagery as input in this model to estimate run-off. According to the results of the modified TRMM and corrected TRMM models have less accurate precision in the hourly and daily scales as compared to monthly scale. The results of rainfall estimation from the modified TRMM model in the monthly time scales have the explanation coefficient (R2) more than 0.86 at the studied stations. The results of rainfall-runoff simulation of the calibrated model also showed that the best result of the estimated runoff from the station's rainfall data was obtained, with an RMSE equal to 11.94 m3/s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Runoff simulation
  • TRMM Satellite
  • Calibration
  • HEC-HMS
عبدالهی،ب.، حسینی موغاری،م.، ابراهیمی،ک. 1396. ارزیابی داده‌های ماهواره­ای TRMM 3B42RT V7 و CMORPH به‌منظور تخمین بارش در حوضه آب­ریز گرگان­رود. نشریه علوم مهندسی و آبخیزداری ایران. 36. 11: 55-69.

عرفانیان،م.، سیما،.ک.، حسن،ح. 1392. ارزیابی و کالیبراسیون داده‌های باران ماهواره TRMM در مناطق خشک و نیمه­خشک ایران. فصل­نامه جغرافیا (برنامه­ریزی منطقه­ای). 3. 3: 83-95.

عسکری،ق.، پورباقری،س.م مبارکی،ز. 1387. اعتبارسنجی داده‌های بارش بدست‌آمده از ماهواره TRMM به کمک ایستگاه‌های خودکار هواشناسی، همایش ژئوماتیک و چهارمین همایش یکسان‌سازی نام­های جغرافیایی. سازمان نقشه‌برداری کشور.

شیروانی،ا. فخاری­زاده شیرازی،ا. 1393. مقایسه مقادیر مشاهداتی بارش و برآوردهای ماهواره TRMM در استان فارس، هواشناسی کشاورزی. 2. 2: 1-15.

گودرزی­فر،م.، عزیزاقلی،م.ع.1390. ناحیه­بندی بارشی استان سیستان و بلوچستان با استفاده از داده‌های سنجنده  TRMMبه روش تحلیل خوشه‌ای. مجموعه مقالات دومین همایش ملی مقابله با بیابان‌زدایی و توسعه پایدار تالاب‌های کویری ایران.1560- 1563.

متکان،ع.ا.، شکیبا،ع.، عاشورلو،د.، بداق جمالی،ج و محمدیان،و. 1388. قابلیت داده‌های ترکیبی مادون‌قرمز و ماکروویو غیرفعال سنجش‌ از دور و تخمین بارندگی و پایش سیلاب (مطالعه موردی: استان گلستان). مجله سنجش ‌از دور و  GISایران. 1. 2:  44-31.

Chokngamwong,R., Chiu,L.S. 2008. Thailand daily rainfall and comparison with TRMM products, Journal of hydrometeorology. 9.2: 256–266

Chen,S., Hong,Y., Cao,Q., Kirstetter,PE., Gourley,JJ. 2013. Performance Evaluation of Radar and Satellite Rainfalls for Typhoon Morakot over Taiwan: Are Remote-sensing Products Ready for Gauge Denial Scenario of Extreme Events? Journal of Hydrology. 54.1: 35-57.

Huffman,G.J., Bolvin,D.T., Nelkin,E.J., Wolff,D.B., Adler,R.F., Gu,G., Hong,Y., Bowman,K.P and Stocker,E.F. 2007. The TRMM multisatellite precipitation analysis (TMPA): Quasi-global, multiyear, combined-sensor precipitation estimates at fine scales. Journal of hydrometeorology. 8.1:38-55.

Huffman,G.J., Adler,R.F., Bolvin,D.T., Nelkin,E.J. 2010. The TRMM multi-satellite precipitation analysis (TMPA). Satellite rainfall applications for surface hydrology, Journal of hydrometeorology.11.2: 3-22.

Kawanishi,T., Kuroiwa,H., Kojima,M., Oikawa,K., Kozu,T., Kumagai,H., Okamoto,K.I., Okumura,M., Nakatsuka,H., Nishikawa,K. 2000. TRMM precipitation radar. advances in space research. 25.5: 969–972.

Marchi,D.C. 2006. Probabilistic estimation of precipitation combining geostationary and TRMM satellite data. PhD, Thesis, georgia institute of technology, 311p.

Najmaddin,P.M., Whelan,M.J and Balzter,H., 2017. Application of satellite-based precipitation estimates to rainfall-runoff modelling in a data-scarce semi-arid catchment. Climate. 5.2:32/mdpi journal. 58: 503-525.

Nijssen,B and Lettenmaier,D.P. 2004. Effect of precipitation sampling error on simulated hydrological fluxes and states: anticipating the global precipitation measurement satellites. Journal of geophysical research: atmospheres. 109:1-15

Tramblay,Y., Thiemig,V., Dezetter,A., Hanich,L. 2016. Evaluation of satellite-based rainfall products for hydrological modelling in morocco. Hydrological sciences journal. 61.14: 2509-2519.

Wilks,D.S. 2011. Statistical methods in the atmospheric sciences. 100. Academic press, 704p.