ارزیابی دقت روش‏ های منحنی زمان مساحت در تهیة آب‏ نمود واحد لحظه‏ ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

2 کارشناس‌ارشد دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

4 دانشیار پژوهشی مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری E

چکیده

آب‏نمودی که در خروجیِ حوضة آبخیز شکل می‏گیرد می‏تواند مبین واکنش هیدرولوژیکی حوضه در برابر رفتار ژئومورفولوژیکی آن باشد. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از سامانة اطلاعات جغرافیایی و مفهوم آب‏نمود واحد لحظه‏ای، پاسخ‏گوییِ حوضة آبخیز شبیه‏سازی شود. در روش فیزیکی حاضر آب‏نمود واحد لحظه‏ای کلارک بر اساس سه پارامترـ زمان تمرکز، ضریب ذخیره، و منحنی زمان- مساحت‌ـ استخراج شد. بنابراین، ارزیابی دقت کاربرد روش‏های مختلف تعیین منحنی زمان- مساحت شامل روش نیمرخ آبراهه، سرعت‏های مساوی، و لاورنسن در تهیة آب‏نمود واحد لحظه‏ای به روش کلارک در این تحقیق مد نظر قرار گرفت. نتایج ارزیابی این روش‏ها در مقایسه با نتایج مستخرج از آب‏نمودهای مشاهده‏ای با استفاده از روش کیفی و شاخص‏های آماری نشان داد که روش‏های سرعت‏های مساوی در تعیین منحنی زمان- مساحت از دقت بیشتری برخوردارند. مقادیر آماره‏های ارزیابی کمّی بین آب‏نمود واحد متوسط به‏دست‌آمده از سیلاب‏های مشاهداتی حوضة آبخیز با آب‏نمود واحد کلارک به‏دست‌آمده از روش سرعت‏های مساوی با استفاده از مجذور میانگین مربعات خطا، میزان انحراف از دبی اوج، ضریب کارایی، و خطای نسبی دبی اوج، زمان تا اوج، و زمان پایه به‏ترتیب 39/1، 93/0، 83/0، 13/7، 33/33، و 38/15 درصد بود. همچنین، تحقیق حاضر نشان داد که مدل کلارک در شبیه‏سازی آب‏نمود واحد سیلاب در حوضة آبخیز کسیلیان در استان مازندران از کارایی بیشتری برخوردار است.
 

کلیدواژه‌ها


 

[1] Ajward, M.H. and Muzic, I. (2000). A spatially varied unit hydrograph model, Journal of Environmental Hydrology, 8(7), 1-28.
[2] Bhadra, A., Panigrahy, N., Singh, R., Raghuwanshi, N.S., Mal, B.C. and Tripathi, M.P. (2008). Development of a geomorphological instantaneous unit hydrograph model for scantily gauged watersheds, Environmental Modelling & Software, 23, 1013-1025.
[3]  Chih, H.W. (1995). Rainfall-runoff modeling Down Creek watershed, Journal of Chinese Soil and Water Conservation, 4, 279-292.
[4] Jain, S.K., Singh, R.D. and Set, S.M. (2000). Design flood estimation using GIS supported GIUH approach, Water Resources Management, 14, 369-376.
[5] Jena, S.K. and Tiwari, K.N. (2006). Modeling synthetic unit hydrograph parameters with geomorphologic parameters of watersheds, Journal of Hydrology, 319, 1-14.
[6] Kalina, L., Govindarajua, R.S. and Hantushb, M.M. (2003). Effect of geomorphology resolution on modeling of runoff hydrograph and sedimentograph over small watershed, Journal of Hydrology, 276, 89-111.
[7]  Kumar, R., Chatterjee, C., Lohani, A.K., Kumar, S. and Singh, R.D. (2002). Sensitivity analysis of the GIUH based Clark model for a catchment, Journal of Water Resources Management, 16, 263-278.
[8]  Lee, K.T. and Chang, C.H. (2005). Incorporating subsurface-flow mechanism into geomorphology-based IUH modeling, Journal of Hydrology, 311, 91-105.
[9] Mahdavi, M. (1998). Applied hydrology, Vol. 2, Tehran university press, 401p (In Persian).
[10]  Maidment, D.R. (1993). Developing a spatially distributed unit hydrograph by using GIS, Proceding of HydroGIS 93, Vienna, IAHS Publ., 212, 181-192.
[11] Muzik, I. (1996). Flood modeling with GIS-derived distributed unit hydrograph, Hydrological processes, 10,1401-1409.
[12]  Noorbakhsh, M.E., Rahnama, M.B. and Montazeri, S. (2005). Estimation of instantaneous unit hydrograph with Clarks method using GIS techniques, Journal of Applied Science, 5(3), 455-458.
[13]  Ramirez, J.A. (2000). Prediction and modeling of flood hydrology and hydraulics, in: Inland flood hazards: Human, riparian and aquatic communities, Wohl E. (ed.), Cambridge University Press, 293-329.
[14] Sabol, G.V. (1988). Clark unit hydrograph and R-parameter estimation, Journal of Hydraulic Engineering, 114(1), 103-111.
[15]  Sadeghi, S.H.R. and Dehghani, M. (2006). Efficacy of estimation methods for storage coefficient of instantaneous unit hydrograph in flood unit hydrograph regeneration, Journal of Agricultural sciences and natural resources, 13(3), 152-160 (In Persian).
[16] Saghafian, B. and Julien, P.Y. (1995). Time to equilibrium for spatially variable watersheds, Journal of Hydrology, 172, 231-293.
[17] Saghafian, B., Julien, P.Y. and Rajaie, H. (2002). Runoff hydrograph simulation based on time variable isochrone technique, Journal of Hydrology, 261, 193-203.
[18] Shokoohi, A. and Saghafian, B. (2007). Isochrones mapping methods in time-area routing technique, Journal of Iran-water resources research, 2(3), 62-73 (In Persian).
[19]  Shokoohi, A. and Saghafian, B. (2008). Isochrones delineation in converging flows for using in time-area method, Journal of Iran-water resources research, 3(3), 66-75 (In Persian).
[20] Singh, V.P. (1988). Hydrologic system (rainfall-runoff modeling), Vol. 2, Prentice Hall College Div., 480p.
[21]  Subramanya, K. (2000). Engineering hydrology, Tata McGraw-Hill, India, 391p.
[22] Usul, N. and Yilmaz, M. (2007). Estimation of instantaneous unit hydrograph with Clark’s technique GIS: 1-16. http://gis.esri.com/library/userconf/proc02/pap1229/p1229.htm.