مدلسازی فرآیند بارش- رواناب در حوزه آبخیز از نقطه نظر، مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، سازه های کنترل سیل و ذخیره سیلاب اهمیت ویژه ای دارد. wetspa یک مدل هیدرولوژیکی – توزیعی بر پایه gis می باشد که در مقیاس حوزه عمل کرده و برای پیش بینی سیلاب و مدیریت حوزه آبخیز توسعه یافته است. مدل فیزیکی بوده و قادر است فرایندهای هیدرولوژیکی بارش، ذوب برف، ذخیره برگابی، ذخیره چالابی، رواناب سطحی، نفوذپذیری، تبخیر و تعرق، جریان زیر سطحی، جریان آب زیرزمینی و ... را به طور پیوسته در زمان و مکان شبیه سازی نموده و تعادل آب و انرژی را در هر سلول راستری برقرار نماید. مدل از لایه های توپوگرافی، کاربری و خاک و همچنین آمار هواشناسی روزانه برای پیش بینی هیدروگراف های سیل و توزیع مکانی عامل های هیدرولوژیکی حوزه استفاده می نماید. مساحت حوزه مورد مطالعه 1133 کیلومتر مربع و تغییرات ارتفاعی آن بین 213 تا 3136 متر در خروجی حوزه می باشد. شیب متوسط حوزه 25.77 درصد است. نقشه های رقومی توپوگرافی، کاربری اراضی و بافت خاک سه نقشه اصلی مدل بوده که در قالب gis و با پیکسل سایز 90 * 90 متر به مدل وارد شدند. نتایج شبیه سازی حاکی از تطابق خوب بین هیدروگراف های محاسبه شده و مشاهده ای بودند و مدل قادر است هیدروگراف های روزانه را با دقت خوب و با ضریب ناش ساتکلیف 52.24 تا 59.68 درصد پیش بینی نماید. همچنین نتایج شبیه سازی بیانگر این است که مدل عامل های هیدرولوژیکی توزیعی و بیلان آبی را به خوبی برآورد نموده، و برای برآورد دبی جریان روزانه کاربرد دارد.

انواع کاربری اراضی و پوشش مختلف زمین عملکرد قابل توجه و موثری روی فرآیندهای هیدرولوژیکی از جمله رواناب و سیل دارند. اما چگونگی و میزان این تأثیر در سطح و مکان‏های مختلف متفاوت می‎باشد. مدل‏های توزیعی مکانی به دلیل داشتن قابلیت توزیعی، جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی و برآورد کمی این تغییرات مناسب می‏باشند. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی اثرات سناریوهای تغییرات کاربری اراضی روی هیدروگراف خروجی حوزه با کمک ابزار مدل‏سازی توزیعی و gis است. به جهت حصول هدف در این تحقیق از مدل هیدرولوژیکی توزیعی - مکانی wetspa که در دپارتمان مهندسی هیدرولوژیک و هیدرولیک دانشگاه بلژیک توسعه یافته، به کار برده شد. فرآیندهای هیدرولوژیکی که در مدل مورد توجه قرار می گیرند شامل: بارش، ذخیره برگابی، ذخیره چالابی، رواناب سطحی، نفوذ، تبخیر و تعرق، نفوذ عمقی، جریان زیرقشری، جریان آب زیرزمینی، میزان آبدهی در محدوده ریشه و محدوده اشباع شده را در نظر می‏گیرد. ورودی‏های اصلی مدل، نقشه مدل رقومی ارتفاعی (dem)، کاربری اراضی، بافت خاک از منطقه مورد مطالعه با فرمت رستری و داده‏های هیدرومتئورولوژی هستند. مدل با ترکیب این داده‏ها و لایه‏ها در محیط gis، هیدروگراف در خروجی حوزه و توزیع مکانی خصوصیات هیدرولوژیکی در حوزه آبخیز را شبیه‏سازی می‏کند. حوزه مورد مطالعه در این تحقیق، حوزه دینور در بالادست سد کرخه واقع در استان کرمانشاه می‏باشد. جهت اجرای مدل از داده‏های هیدرومتئورولوژی روزانه از سال 1383 تا 1389 که شامل داده‏های بارش از 9 ایستگاه، دما از 4 ایستگاه و تبخیر اندازه‏گیری از 4 ایستگاه به عنوان داده ورودی مدل استفاده شد. سه نقشه اصلی مدل رقومی ارتفاعی، کاربری اراضی، بافت خاک در محیط gis با ابعاد سلولی 100 در100 آماده شدند. نتایج شبیه‏سازی انطباق خوبی بین هیدروگراف‏های اندازه‏گیری شده و شبیه‏سازی شده در خروجی حوزه و همچنین شاخه‏های اصلی آن نشان می‏دهد و همچنین مدل هیدروگراف روزانه را با توجه به معیار ناش - ساتکلیف 66% با دقت خوبی پیش‏بینی می‏نماید. جهت استفاده از مدل برای شبیه‏سازی اثر سناریوهای تغییر کاربری اراضی، تست آنالیز حسّاسیّت و عدم قطعیّت با استفاده از نرم افزار pestانجام شد. با توجه به نتایج آنالیز عدم قطعیّت و فرضیاتی که در رابطه با منابع مختلف خطا در نظر گرفته شد مدل مجوز لازم جهت شبیه‏سازی اثر سناریوهای تغییر کاربری اراضی را دارد و بنابراین طبق پتانسیل حوزه دینور، 8 سناریو تغییر کاربری اراضی در محیط gis طراحی و جهت شبیه‏سازی به مدل واسنجی شده وارد شدند. سپس با مقایسه هیدروگراف خروجی و بیلان آبی در وضعیت موجود کاربری اراضی با نتایج شبیه‏سازی شده از 8 سناریو، تغییرات در فرآیندها و پارامترهای هیدرولوژیکی بررسی شد و در نهایت نتایج حاکی از آن است که شبیه‏سازی این تغییرات توسط مدل با توجه به نتایج آنالیز عدم قطعیّت مدل قابل قبول می‏باشد.