بهبود برآورد هیدروگراف سیلاب با استفاده از مدل شمارۀ منحنی اصلاح‏شده (رابطۀ غیرخطی Ia-S)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکدۀ مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

مدل شمارۀ منحنی (SCS-CN) در حالت متداول بر اساس رابطۀ خطی بین جذب اولیه (Ia) و بیشترین پتانسیل نگهداشت (S) حوضۀ آبریز است، ولی این مدل برای درنظرگرفتن رابطۀ غیرخطی Ia-S اصلاح ‌شده است. هدف از مطالعۀ حاضر مقایسۀ مدل‌های متداول شمارۀ منحنی و شمارۀ منحنی اصلاح‌شده (رابطۀ غیرخطی Ia-S) در برآورد هیدروگراف سیلاب در پنج حوضۀ آبریز گالیکش، نوده، تمر، وطنا و کچیک (کاربرد ۳۷ رویداد بارش-رواناب در محاسبات و انتخاب ۱۴ رویداد برای مقایسۀ نتایج در مرحلۀ صحت‌سنجی) است. برای مقایسۀ نتایج از معیارهای ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE)، نش-ساتکلیف (NSE) و خطای برآورد دبی اوج (PEP) استفاده شده است. بررسی معیارهای RMSE و NSE و PEP نشان می‌دهد کاربرد مدل شمارۀ منحنی اصلاح‌شده (رابطۀ غیرخطی Ia-S) در همۀ رویدادهای مرحلۀ صحت‌سنجی موجب بهبود برآورد هیدروگراف و دبی اوج سیلاب نسبت به کاربرد مدل متداول شمارۀ منحنی (SCS-CN) شده است. بنابراین، نتایج نشان می‌دهد در حوضه‌های آبریز مطالعه‌شده مدل شمارۀ منحنی اصلاح‌شده (رابطۀ غیرخطی Ia-S) موجب بهبود درخور توجه کارایی مدل متداول شمارۀ منحنی (SCS-CN) شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1].King K W and Balogh, J. C. Curve numbers for golf course watersheds. Transactions of the ASABE. 2008; 51(3):987-996.
[2].Tramblay Y, Bouvier C, Martin C, Didon-Lescot J. F, Todorovik D, Domergue J. M. Assessment of initial soil moisture conditions for event-based rainfall–runoff modelling. Journal of Hydrology. 2010;387(3):176-187.
[3].Chung W. H, Wang I. T, Wang R. Y. Theory-based SCS-CN method and its applications. Journal of Hydrologic Engineering. 2010; 15(12):1045-1058.
[4].Ponce V. M, Hawkins R. H. Runoff curve number: Has it reached maturity. Journal of hydrologic engineering. 1996; 1(1):11-19.
[5].Soulis K. X, Valiantzas J. D. SCS-CN parameter determination using rainfall-runoff data in heterogeneous watersheds-the two-CN system approach. Hydrology and Earth System Sciences. 2012; 16(3): 1001-1015.‏
 
[6].Romero P, Castro G, Gomez J. A, Fereres E. Curve number values for olive orchards under different soil management. Soil Science Society of America Journal. 2007; 71(6):1758-1769.
[7].Hawkins R. H. Asymptotic determination of runoff curve numbers from data. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 1993; 119(2):334-345.
[8].Ebrahimian M, Nuruddin A.A, MohdSoom M.A.B, Sood, A.M. Application of NRCS-curve number method for runoff estimation in a mountainous watershed. Caspian J. Environ. Sci. 2012; 10: 103-114.
[9].Cazier D.J, Hawkins R.H.Regional application of the curve number method. Water today and tomorrow. Proc. ASCE Irrigation and Drainage Division Special Conf., ASCE. New York. 1984; 710.
[10].Woodward D.E, Hawkins R.H, Hjelmfelt J.R, Jr A.T, Mullem J.A, Quan, Q.D. Runoff curve number method: Examination of the initial abstraction ratio. Proc. world water Environ. Res. Congress.2003; 1-10.
[11].Shi Z.H, Chen L.D, Fang N.F, Qin, D.F, Cai C.F. Research on SCSCN initial abstraction ratio using rainfall runoff event analysis in the three Gorges Area, China. Catina. 2009;77(1): 1-7.
[12].Singh M. Simulating rainfall changes effects on runoff and soil erosion in submontane Punjab. M.Sc. Thesis. Punjab Agricultural University. Ludhiana. 2014.
[13].Bales J, Betson R. P. The curve number as a hydrologic index. Rainfall Runoff Relationship. 1981; 371-386.
[14].Hauser V. L, Jones O. R. Runoff curve numbers for the Southern High Plains. Transactions of the ASAE. 1991; 34(1):142-148.
[15].Gao Y, Zhu, B, Miao C. Y. Application of SCS model to estimate the volume of rainfall runoff in sloping field of purple soil. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2006; 22(11): 396-400.
[16].Mishra S K, and Singh V. P. Another look at SCS-CN method. Journal of Hydrologic Engineering. 1999; 4(3): 257-264.
[17].Mishra S K, Jain M K, Singh V P. Evaluation of the SCS-CN-based model incorporating antecedent moisture. Water resources management. 2004; 18(6): 567-589.
[18].Mishra S. K, Sahu R K, Eldho T I, Jain M K. An improved Ia- S relation incorporating antecedent moisture in SCS-CN methodology. Water Resources Management. 2006; 20(5): 643-660.
[19].Jiao P Xu D, Wang S, Yu Y, Han S. Improved SCS-CN method based on storage and depletion of antecedent daily precipitation. Water ResourManag. 2015; 29:4753–4765.
[20].Sahu R. K, Mishra S. K, Eldho T. I. An improved AMC‐coupled runoff curve number model. Hydrological processes. 2010;24(20): 2834-2839.
[21].Karn A L, Lal M, Mishra S K, Chaube U C , Pandey A. Evaluation of SCS-CN Inspired models and their comparison. Journal of Indian Water Resources Society. 2016; 36(3): 19-27.
[22].Mishra S. K, Singh V. P. Soil conservation service curve number (SCS-CN) methodology. 42th ed. Springer Science and Business Media.. 2013.
[23].Mishra S.K, Singh V.P. SCS-CN-based hydrologic simulation pack-age. In: Singh V.P,Frevert D.K, editors. Mathematical Models in SmallWatershed Hydrology and Applications. Water Resour. Publ, P.O. Box2841, Littleton, Colorado 80161. 2002.  pp. 391-464.
[24].Mishra S.K, Singh V.P, Sansalone J.J, Aravamuthan V. A modifiedSCS-CN method: characterization and testing. J. Water Resour. Manage. 2003;17: 37-68.
[25].Nash J. E, Sutcliffe J. V. River flow forecasting through conceptual models.part I- A discussion of principles. Journal of Hydrology. 1970; 10(3): 282-290.
[26].Adib A, Salarijazi M, Vaghefi M, Shooshtari M. M, Akhondali A. M. Comparison between GcIUH-Clark, GIUH-Nash, Clark-IUH, and Nash-IUH models. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences. 2010; 34(2): 91-104.
[27].Adib A, Salarijazi M, Najafpour K. Evaluation of synthetic outlet runoff assessment models. Journal of Applied Sciences and Environmental Management. 2010; 14(3): 13-18.
[28].Adib A, Salarijazi M, Shooshtari M M, Akhondali A M. Comparison between characteristics of geomorphoclimatic instantaneous unit hydrograph be produced by GcIUH based Clark Model and Clark IUH model. Journal of Marine Science and Technology. 2011; 19(2): 201-209.
[29].Eidipour A, Akhondali A. M, Zarei H, Salarijazi M. Flood hydrograph estimation using GIUH model in ungauged karst basins (Case study: Abolabbas basin). TUEXENIA. 2016;36(3): 26-33.
دوره 5، شماره 3
مهر 1397
صفحه 931-939
  • تاریخ دریافت: 01 آبان 1396
  • تاریخ بازنگری: 15 اسفند 1396
  • تاریخ پذیرش: 22 اسفند 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 مهر 1397
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1397