نویسندگان

• سجاد میرزایی ¹
• مجید رئوف ²

¹ کارشناس ارشد، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

² استادیار، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

پارامترهای زمانی از جمله پارامترهایی هستند که در اکثر مدل­‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی استفاده می­‌شوند و متداول­‌ترین آن زمان تمرکز است. هدف از این پژوهش، انتخاب بهترین روش از میان روش­‌های برآورد زمان تمرکز در حوزه آبخیز آتشگاه در استان اردبیل است. در این پژوهش، مقادیر زمان تمرکز حوضه با استفاده از 14 معادله تجربی و روش SCS در نرم­‌افزارهای WMS و HEC-Geo-HMS صورت گرفته است. متوسط وزنی شیب آبراهه اصلی و پارامتر ضریب زبری منینگ با عملیات صحرایی تهیه شد. به‌­منظور ارزیابی کارایی روش­‌ها با استفاده از آمار هیدرومتری و بارندگی، تعداد سه واقعه سیلاب که از نظر زمانی برابر با بارش­‌ها بودند، انتخاب و از روش گرافیکی، زمان تمرکز برای این سه واقعه محاسبه شد. زمان تمرکز محاسبه شده و مشاهداتی (2.28 ساعت) به­‌وسیله شاخص درصد خطای نسبی و خطای میانگین باقی­‌مانده مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی بیشتر روابط به­‌کار گرفته در این تحقیق نشان می­‌دهد که مساحت نقش بسزایی را در برآورد مناسب زمان تمرکز ایفا می­‌کند، چنان‌چه بررسی روابط هات-وی، هیدروگراف استدلالی و ین–چاو، کرپیچ و کالیفرنیا نشان می­‌دهد که این روش­‌ها جهت محاسبه زمان تمرکز، پارامتر مساحت را به­‌کار نمی­‌گیرند. به­‌همین دلیل مقدار برآورد آن­‌ها با مقدار مشاهداتی تفاوت قابل ملاحظه­‌ای دارد، اما در مقابل روابط پاسینی و کربای با لحاظ کردن تاثیر پارامتر مساحت، برآورد نزدیک‌­تری را به مقدار مشاهداتی ارائه داده است. نتایج نشان داد که به‌کارگیری تعداد پارامترهای بیشتر، نتایج مطلوب­تری را به همراه دارد. چنانچه در رابطه SCS جهت محاسبه زمان تمرکز حوضه، علاوه بر پارامترهای طول و شیب آبراهه اصلی، پارامتر تلفات کل، نوع کاربری اراضی، عملیات اصلاحی، وضعیت هیدرولوژیکی و همچنین، گروه هیدرولوژیکی خاک مورد استفاده قرار می‌­گیرد. در محاسبه مقدار زمان تمرکز با استفاده از روش SCS از مدل­‌های WMS و همچنین، ابزار HEC-Geo-HMS، با توجه به این‌­که مدل­‌های مذکور از داده­‌های رستری استفاده می­‌کنند، دارای دقت بیشتر از روش­‌های سنتی چون روش دستی می­‌باشد. در حوضه آتشگاه، روش SCS برای برآورد زمان تمرکز با استفاده از نرم‎­افزار WMS با مقدار حداقل آماره‌های خطای میانگین باقی­‌مانده و درصد خطای نسبی به­‌ترتیب برابر با 0.05 ساعت و 2.1 درصد برای حوضه مناسب می­‌باشد.

عنوان مقاله [English]

Comparing experimental methods and analyzing flood hydrograph in estimating time of concentration, case study: Atashgah Watershed, Ardabil Province

نویسندگان [English]

• Sajad Mirzayi ¹
• Majid Raoof ²

¹ MSc, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili

² Assistant Professor, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili

چکیده [English]

Time parameters are adopted in most hydrological and hydraulic models. The most common known time parameter is time of concentration. The present study aimed to choose the best method for estimation of time of concentration in Atashgah Watershed in Ardebil Province. The values of times of concentration in the present study were obtained by fourteen experimental relations and SCS method in WMS and HEC-Geo-HMS softwares. Mean weight of main channel’s slope and Manning’s roughness coefficient were measured by field operation. In order to evaluate efficiency of the method by using rainfall and hydrometry statistics, three flood events which were equal to rainfalls in terms of time were chosen and time of concentration was determined for these events by graphical method. Estimated and observed times of concentration (2.28 h) were evaluated by relative error percentage and remained mean error. Determination of the relations adopted in the present study indicated that area plays a pivotal role to estimate time of concentration properly. Evaluation of Hata-Vay relations, Kirpich, California, and Yen and Chow hydrographs showed that these methods do not consider area in order to estimate time of concentration; therefore, their estimations are considerably different from observed values. On the contrary, the estimations performed by Passini and Kerby relations were closer to observed values. Results revealed that adoption of more parameters would result in more acceptable results. So, total loss, land use, correction operation, hydrological status and soil hydrological group in addition to parameters as length and slope of the main channel are used to estimate time of concentration in SCS relation. HEC-GeoHMS and WMS models, which are used to estimate time of concentration by SCS method, adopt raster data, which cause higher accuracy compared to traditional methods such as manual method. It is concluded that in Atashgah Watershed, SCS method is suitable for estimation of time of concentration using WMS software with minimum values of remainder mean error values and relative error percentage being 0.05 h and 2.1%, respectively.