بررسی قابلیت داده‌های ماهواره بازیابی گرانش و آزمایش اقلیمی و خروجی مدل‌های سیستم جهانی تلفیق اطلاعات زمینی برای برآورد بیلان آب در مقیاس‌های مکانی بزرگ (مطالعه موردی حوضه آبریز دریاچه ارومیه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری / گروه مهندسی سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

2 استاد/ گروه مهندسی سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

برآورد مؤلفه‌های مختلف بیلان آب در مقیاس‌های مکانی بزرگ به دلیل عدم در اختیار بودن داده‌های مناسب، همواره با مشکلات فراوانی روبرو بوده است. در سال‌های اخیر با رشد فزاینده پایگاه‌های داده جهانی مبتنی بر برآوردهای ماهواره‌ای و همچنین افزایش توانایی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در مدل‌سازی فرآیندهای پیچیده حاکم بر بیلان آب در سطح زمین، کوشش‌های زیادی به منظور استفاده مناسب از این ابزارهای نوین جهت کاهش مشکلات موجود در این زمینه به عمل آمده است. پروژه‌های بازیابی گرانش و آزمایش اقلیمی (GRACE) و سیستم جهانی تلفیق اطلاعات زمینی (GLDAS)، دو نمونه از پروژه‌های شاخصی هستند که مطالعه در خصوص امکان استفاده از نتایج آن‌ها جهت برآورد بیلان آب در مناطق مختلف کره زمین طی چند سال گذشته به صورت گسترده‌ای مورد توجه محققین قرار داشته است. با توجه به عدم توجه کافی به اینگونه منابع اطلاعاتی رایگان و سهل‌الوصول در مطالعات جاری کشور، تحقیق حاضر با هدف بررسی امکان استفاده از نتایج این پروژه‌ها در برآورد بیلان آب در حوضه‌های آبریز ایران انجام شد. بدین منظور حوضه آبریز دریاچه ارومیه به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد و مؤلفه‌های بیلان آب در این حوضه با استفاده از اطلاعات GRACE و GLDAS استخراج گردید. مقایسه مقادیر برآورد شده تغییرات بیلان کل آب در حوضه توسط GRACE و تغییرات مشاهداتی حجم آب دریاچه نشان دهنده وجود روند یکسان می‌باشد. همچنین برآورد تغییرات سالانه آب زیرزمینی نیز با استفاده از اطلاعات GRACE و GLDAS‌ انجام شد که نشان دهنده قابلیت مناسب اطلاعات GRACE برای برآورد روند تغییرات آب زیرزمینی می‌باشد. نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد اطلاعات حاصل از GRACE می‌تواند به عنوان ابزار مناسبی برای انجام برآوردهای اولیه، سریع و کم‌هزینه در خصوص بیلان آب در حوضه‌های آبریز کشور مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of GRACE and GLDAS Capabilities for Estimation of Water Balance in Large Scale Areas, a Case Study of Urmia Lake Watershed

نویسندگان [English]

  • A Farokhnia 1
  • S Morid 2
1 Ph.D. Student, Department of Water Structures Engineering, College of Agriculture, Tarbiat Modares University
2 Professor, Department of Water Structures Engineering, College of Agriculture, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Due to lack of appropriate data, estimation of water balance components for large areas is usually problematic. Recent development of global databases based on satellite estimates as well as rapid progress in hardware and software for modeling of complex processes governing the water balance at the land surface, caused that many efforts employ these new tools to reduce the limitations in this field. Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and Global Land Data Assimilation System (GLDAS) are two particular projects, which has recently been used by many scientists to estimate water balance in different regions of the world. Regarding the lack of attention to this free information in Iranian studies, this research aims at investigating the possibility of using these resources in estimating the water balance of Iran basins. Urmia lake watershed was selected as a study area and the water balance components were extracted from GRACE GLDAS data. Comparison of the estimated changes in total water balance of the basin by GRACE data and changes in the lake water volume based on observations showed a similar trend. Besides, estimation of annual variations in groundwater using GRACE and GLDAS showed suitability of GRACE data for study of the groundwater changes. Overall, the results of present study indicated that GRACE data can be used as an appropriate tool to perform a preliminary, rapid, and inexpensive assessment of water balance in watersheds of the country

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water balance
  • Grace
  • GLDAS
  • Urmia Lake Watershed
مرید س و همکاران (1390) گزارش مطالعات پایه طرح مدیریت خشکسالی دریاچه ارومیه، طرح حفاظت از تالاب‌های ایران، سازمان حفاظت محیط زیست.
بی‌نام (1385) گزارش مطالعات جامع منابع آب دریاچه ارومیه، موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو.
Andersen OB, Seneviratne SI, Hinderer J, Viterbo P (2005) GRACE-derived terrestrial water storage depletion associated with the 2003 European heat wave. Geophysical Research Letters 32(18): L18405.
Eimanifar A, Mohebbi F (2007) Urmia lake (northwest Iran): a brief review. Saline Systems 3:5.
Habte-Haile K (2011) Estimation of terrestrial water storage in the upper reach of yellow river. Unpublished M.Sc. Thesis, University of Twente, Enschede, Netherlands.
Rodell M, Houser P, Jambor UEA, Gottschalck J, Mitchell K, Meng C, et al. (2004) The global land data assimilation system. Bulletin of the American Meteorological Society 85(3):381-94.
Rodell M, Velicogna I, Famiglietti JS (2009) Satellite-based estimates of groundwater depletion in India. Nature 460:999–1002.
Strassberg G, Scanlon BR, Chambers D (2009) Evaluation of groundwater storage monitoring with the GRACE satellite: case study of the high plains aquifer central United States. Water Resources Research 45:W05410.
Wahr J, Swenson S, Velicogna I (2006) Accuracy of GRACE mass estimates. Geophysical Research Letters 33:L06401.