مقایسه آبنمود واحد لحظه‌ای نش، ژئومورفولوژیک و ژئومورفوکلیماتیک در برآورد مشخصات هیدروگراف سیلاب (مطالعه موردی: حوزه آبخیز منشاد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

10.22092/wmej.2015.107080

چکیده

از جمله کاربردهای مدل‌های بارش - رواناب، تعیین رفتار هیدرولوژیک حوزه آبخیز و شبیه‌سازی جریان برای طراحی سازه‌های آبی و بخصوص ارزیابی تاثیر عملیات اجرا شده بر رژیم جریان است. با توجه به مشکل کمبود و نقص آمار هیدرومتری در اکثر حوزه‌های آبخیز کشور، نیاز به استفاده از مدل‌های هیدرولوژیک ساده و مناسب و توسعۀ آن‌ها در حوزه‌های آبخیز فاقد ایستگاه از موارد ضروری است. در این زمینه روش‌های متعددی پیشنهاد شده است. تحقیق حاضر، با هدف مقایسه دقت، صحت و درجه اطمینان روش‌های آبنمود واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیک، ژئومورفوکلیماتیک و نش در برآورد مشخصات آبنمود رواناب خروجی حوزه آبخیز منشاد انجام شده است. به این منظور،  شش واقعه رگبار و سیل متناظر،  با به‌کارگیری آمار دبی و بارش منطقه تعیین شد. پس از محاسبه پارامترهای مورد نیاز روش‌های مورد تحقیق، شامل خصوصیات مورفومتریک حوزه و ویژگی‌های سیلاب‌های انتخابی، آبنمود رواناب خروجی در هر روش، برای هر واقعه مشخص گردید. بررسی و ارزیابی هیدروگراف‌ها با به‌کارگیری شاخص‌های میانگین خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف، موید کارایی بالاتر روش نش در برآورد دبی اوج، با درصد خطای 75/23، زمان تا اوج با درصد خطای 21/28 و شکل کامل هیدروگراف، با ضریب کارایی 4/0، نسبت به سایر روش‌ها می‌باشد. این روش در برآورد مقادیر واقعی حجم سیل نیز با درصد خطای90/9، قابلیت بالایی داشته است. بنابراین روش نش در منطقه مورد مطالعه، نسبت به دو روش دیگر از کارایی بیشتری برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison‌ of geomorphologic, geomorphoclimatic and nash instantaneous unit hydrograph in estimating outlet runoff hydrograph characteristics (Case study: Manshad watershed)

چکیده [English]

Applications of rainfall-runoff‌ models, are to determine the hydrologic behavior of watershed and to simulate the flow, for designing hydraulic structures and specially evaluating the impacts of operations on the flow regime. According to deficiency of‌  hydrometer data in most of Iran’s watersheds, using simple and convenient hydrologic models and developing them for watersheds without stations is essential. In this context, several methods have been proposed. This study has been compared the consistency, accuracy and reliability of geomorphologic, geomorphoclimatic and nash instantaneous unit hydrographs, in estimating outlet runoff hydrograph characteristics, in Manshad watershed. For this purpose, six storm events were chosen, by using the area’s hydro-meteorological data. Then, the methods’ needing parameters, including the area’s morphometric characteristics and the events properties, were calculated. Thus, outlet runoff hydrographs, for each method were determined. Evaluations that have been carried out by using the mean relative error, the root mean square error and the Nash-Sutcliffe indices, confirmed the higher efficiency of Nash model, in estimating peak discharge, with an error of 23.75, time to peak with an error of 28.21 and the complete shape of hydrograph, with efficiency criterion of 0.4, than the other methods. In addition, this method has a high potential in simulating the actual amount of flood volume, with an error of 9.90. Thus, nash model, compared to other models (based on this study), is the most efficient model for estimating flood discharge.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Instantaneous unit hydrograph
  • model
  • Surface flow
  • Nash
  • Manshad
  • Peak discharge
  • Time to peak