نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• اولدوز بخشی راد ¹
• علی رضا واعظی ²

¹ دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان و کارشناس اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری آذربایجان شرقی

² گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

زمان تمرکز حوزه‌های آبخیز یکی از مهم‌ترین و متداول‌ترین ویژگی‌های مؤثر در مطالعات هیدرولوژیکی به‌ویژه تعیین دبی جریان برای طرح‌های آبخیزداری است. اغلب حوزه‌های آبخیز دنیا و همچنین ایران فاقد ایستگاه‌های اندازه‌گیری جریان هستند و مجریان طرح‌ها ناگزیر به استفاده از مدل‌های تجربی برآورد زمان تمرکز هستند. هدف از این مطالعه ارزیابی دقت برخی مدل‌های تجربی برآورد زمان تمرکز در زیرحوضه‌‌های منطقه نیمه‌خشک و شناسایی عوامل تعیین کننده آن است. زمان تمرکز در هشت زیرحوضه شامل آلانق، اردکلو، شکرعلی‌چای، شیرامین، کرجان، کلاله و لیوار از حوضه‌های دریاچه ارومیه و رود ارس در شمال‌غرب ایران با بررسی هیدروگراف جریان‌ها در دوره آماری 30 سال (از سال 1367 تا 1397) محاسبه و از طریق شش مدل تجربی شامل کرپیچ (1940)، کربای (1959) ، چاو (1962)، سازمان هوانوردی امریکا (1972)، برانسبی-ویلیامز (1980) و ونتورا (2007) برآورد شد. ویژگی‌های حوضه‌ مانند مساحت، طول، شیب، ارتفاع و شکل از راه مطالعات میدانی و رسم نقشه‌ها در بستر GIS تعیین شد. بر اساس نتایج مشاهده‌ای، زیرحوضه شکرعلی‌چای کوتاه‌ترین (66 دقیقه) و کلاله طولانی‌ترین زمان تمرکز (132 دقیقه) را دارد. مدل برانسبی-ویلیامز کمترین خطا (8/6 درصد) و بیشترین ضریب کارایی (73) را داشت؛ در حالی‌که بیشترین خطای برآورد (2/36 درصد) و کمترین ضریب کارایی (4/14-) در مدل سازمان هوانوردی آمریکا بود. شیب مهم‌ترین عامل مؤثر بر زمان تمرکز برآوردی در مدل کرپیج (83/0-=r)، چاو (82/0-=r) و برانسبی-ویلیامز (73/0-=r) بود. مدل سازمان هوانوردی امریکا (1972) و مدل ونتورا (2007) در زیرحوضه‌های با شیب زیاد، برآورد ضعیف‌تری دارند و برای مناطق کوهستانی مناسب نیستند با توجه به خطای کمتر مدل برانسبی-ویلیامز (1980)، این مدل از قطعیت کافی در برآورد زمان تمرکز در زیرحوضه‌های منطقه نیمه‌خشک برخوردار است. از این رو از این مدل می‌توان برای برآورد زمان تمرکز در زیرحوضه‌های مشابه از نظر ویژگی-های محیطی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

• دبی اوج
• شرایط محیطی
• درجه شیب
• مدل برانسبی-ویلیامز
• مساحت

عنوان مقاله [English]

Evaluating the efficiency of concentration time estimation models in some sub-basins in northwest of Iran

نویسندگان [English]

• Ouldouz Bakhshi Rad ¹
• Ali Reza Vaezi ²

¹ Ph.D. Student of Soil Science, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan.

² Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan,. Zanjan, Iran.

چکیده [English]

The concentration time of catchments is one of the most important and common effective features in hydrological studies, particularly in determining the flow discharge for designing watershed management projects. Most of the catchments in the world especially in Iran were not equipped with hydrometric stations, and project managers are forced to use traditional empirical models to estimate concentration time and peak flow. The aim of this study is to evaluate the efficiency of empirical models for estimating the concentration time in sub basins and to investigate its determining factors. The concentration time in eight sub basins from Urmia Lake and Araz River basins in Northwest Iran was calculated by examining the hydrograph of stream flows in a statistical period of 30 years (from 1367 to 1397). It was estimated through six empirical models including Kirpich (1940), Kerby (1959), Chow (1962), Federal Aviation Administration (1972), Bransby-Williams (1980) and Ventura (2007). The characteristics of the sub basins such as area, length, slope, height and shape were determined through field studies and drawing maps in GIS platform. According to the results, Shekaralichay sub basin has the shortest (66 minutes) and the Kalaleh sub basin has the longest concentration time (132 minutes). Bransby-Williams model had the lowest error (6.8 %) and the highest efficiency coefficient (73%); While the estimation error (36.2 %) and the efficiency of Federal Aviation Administration model was 36.2% and-14.4% respectively. The slope was the most important main factor on the estimation of concentration time of the assessment in the Kirpich model (r= 0.83), Chow (r= 0.82) and Bransby-Williams (r= 0.73). Considering the lower error of the Bransby-Williams model, this model has sufficient certainty in estimating the concentration time in the basins of the semi-arid region. Therefore, this model can be used in similar sub basins in terms of environmental characteristics.

کلیدواژه‌ها [English]

• Bransby-Williams model
• Drainage area
• Environmental condition
• Peak discharge
• Slope gradient