دانلود تحقیق مقایسه اولویت بندی زمانی سیل خیزی در دوره های هیدرولوژیکی مختلف

یکی از مسائل مهم و اساسی که امروزه اکثر کشورها با آن مواجه بوده و هستند، خسارت¬های ناشی از سیل می¬باشد.

برای پیشگیری و مهار سیل از طریق شناسایی مناطق سیل¬خیز، از راهکارهای مختلفی استفاده می¬شود.

به دلیل اینکه اکثر حوزه¬های آبخیز دارای فصول سیل¬خیزی متفاوتی می¬باشند، تحقیق حاضر به مقایسه اولویت¬بندی زمانی سیل¬خیزی زیرحوز¬های آبخیز کوشک¬آباد خراسان رضوی با استفاده از مدل HEC-HMS، پرداخته است.

در این تحقیق پس از شناسایی دوره¬های هیدرولوژیکی موجود در منطقه و تهیه اطلاعات مورد نیاز برای تهیه هیدروگراف سیل، از روش شبیه¬سازی هیدرولوژیکی SCS در تبدیل رابطه بارش-رواناب در سطح زیرحوزه¬ها و نیز روندیابی آبراهه¬های اصلی به روش ماسکینگام به منظور استخراج هیدروگراف سیل خروجی حوزه استفاده شد.

اولویت¬بندی زیرحوز¬ه¬ها از نظر سیل¬خیزی در دو دوره هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه با کاربرد مدل HEC-HMS محاسبه شده و واسنجی لازم برای پارامترهایی چون تلفات اولیه، شماره منحنی و زمان تاخیر در هر دوره هیدرولوژیکی صورت گرفت.

سپس با حذف متوالی و یک به یک زیرحوزه¬ها از فرایند روندیابی داخل حوزه، زیرحوزه¬ها بر اساس میزان مشارکت در دبی اوج و حجم سیل خروجی حوزه، در هر دوره هیدرولوژیکی اولویت¬بندی گردیدند.

برای بیان معنی¬دار بودن و یا عدم معنی¬داری اختلافات زمانی در اولویت¬بندی زیرحوزه¬ها، از آزمون آماری تی-تست جفتی استفاده شد.

نتایج تحقیق نشان داد که تغییرات درصد مشارکت دبی اوج و حجم سیل زیرحوزه¬ها در خروجی انتهای حوزه، در زمان¬های متفاوت معنی-دار می¬باشد.

سیل به عنوان یک واقعه اجتناب¬ناپذیر، پذیرفته شده است؛ و آنچه مسلم است سیلاب ناشی از بارش است.

رابطه بارش- رواناب از حوزه¬ای به حوزه دیگر، حتی زیرحوزه¬ها تفاوت محسوسی دارد (خسروشاهی 1380).

شرایط رودخانه و موقعیت مکانی زیرحوزه¬ها در زمانهای مختلف هیدرولوژیکی نیز، از جمله عواملی هستند که در تغییر وضعیت سیل تأثیر دارند و بایستی مورد بررسی قرار گیرند.

در بین عوامل موثر بر سیل¬خیزی زیرحوزه¬های بحرانی، مهمترین عامل شماره منحنی CN)) می¬باشد (جوکار، 1381).

عامل CNدارای تغییرات زمانی می¬باشد (Young وCarleton، 2005)؛ که تغییر در فرآیند¬های هیدرولوژیکی ناشی از تغییر در نحوه استفاده از اراضی، اثرات مهمی روی کمیت و کیفیت رواناب خروجی از حوزه خواهد داشت.

بر این اساس بکارگیری مدلهای بارش-رواناب ابزاری موثر برای مدیریت هستند (روغنی و همکاران، 1382).

Singh (1996) با بررسی تغییرات زمانی و مکانی بارش، تغییر رفتار حوزه روی هیدروگراف سیل را از نظر شکل، تداوم و دبی پیک هیدروگراف سیل بررسی کرد.

Vanshaar و همکاران (2002) از مدل DHSVM برای شبیه¬سازی اثرات هیدرولوژیکی پوشش زمین برای 4 زیرحوزه رودخانه کلمبیا استفاده کرده و بیان می¬دارند که شاخص سطح برگی کم، آب معادل برف و جریان بیشتر را به دنبال دارد.

Melesse و Shih (2002) برای تخمین توزیع مکانی ارتفاع رواناب، از تصاویر ماهواره¬ای برای تغییرات کاربری اراضی و CN حوزه Kissimmee در جنوب فلوریدا استفاده کردند.

نتایج نشان داد که با تغییر کاربری و به تبع آن تغییرات سیل، استفاده از تصاویر ماهواره¬ای برای مطالعه عکس العمل حوزه نسبت به سیل مفید است.

Foody و همکاران (2004) به منظور شناسایی مناطق حساس به تند سیل¬ها در منطقه¬ای در غرب مصر از مدل HEC-HMS به منظور شبیه¬سازی سیلاب استفاده کردند؛ که منجر به شناسایی 2 منقطه حساس گردید.

Hassanzadeh و Aalami (2005) با استفاده از مدل HEC-HMS درحوزه آبخیز سد گلستان مبادرت به تعیین سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها پرداختند.

مردانی (1377) با مطالعه سیل¬خیزی حوزه آبخیز روئین خراسان، به تعیین زیرحوزه¬ای که نقش زیادی در تولید رواناب کل حوزه دارد پرداخت.

خسروشاهی (1380) تاثیر سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها را از طریق مدل ریاضی HEC-HMS در حوزه آبخیز دماوند مورد بررسی قرار داد و زیرحوزه¬ای که بیشترین تاثیر را در خروجی داشته، معرفی نموده است.

جوکار (1381) برای تعیین سیل¬خیزی زیرحوزه¬های رودخانه شاپور در استان فارس با استفاده از شبیه¬سازی جریانهای سیلابی، میزان مشارکت هر یک از زیرحوزه¬ها در هیدروگراف سیل خروجی حوزه را بدست آورد.

روغنی و همکاران (1382) با استفاده از مفهوم نمودار مساحت–زمان و بکارگیری مشخصات حوزه، در مدل هیدرولوژیکی RAFTS، نحوه توزیع مکانی زیرحوزه¬ها در سطح منطقه را مورد بررسی قرار دادند.

یثربی (1384) با نصب اشل در خروجی زیرحوزه¬های آبخیز هراز و با قرائت روزانه آنها و تهیه منحنی دبی-اشل, اقدام به محاسبه دبی روزانه و شناسایی تغییرات زمانی-مکانی و اولویت¬بندی زیرحوزه¬ها در رواناب تولیدی نمود.

بر طبق نتایج به دست آمده, مقادیر رواناب طی ماههای مختلف دارای تغییرات زیادی بوده است.

اقدامات آبخیزداری برای مهار سیل را می¬توان در دوره¬های هیدرولوژیکی مختلف، مدیریت کرد.

بررسی¬ها نشان می¬دهد موضوعات مرتبط با این تحقیق بیشتر از دیدگاه مکان¬یابی مناطق سیل¬خیز بدون در نظر گرفتن تاثیر دوره¬های هیدرولوژیکی مطرح شده است.

حوزه آبخیز کوشک¬آباد در استان خراسان رضوی از جمله حوزه¬های آبخیزی است که بروز مکرر سیلاب¬، مسئولان محلی را به انجام اقدامات کنترل سیل وادار نموده است؛ حال آنکه موفقیت کامل در این راستا به دلیل عدم اطلاع از وضعیت مشارکت زمانی زیرحوزه¬ها در بروز سیلاب با موفقیت کامل همراه نبوده است.

لذا هدف از انجام این تحقیق، اولویت¬بندی شدت سیل¬خیزی زیرحوزه¬ها از نظر تاثیر بر سیلاب خروجی کل حوزه در دو فصل سیلابی، برای مدیریت بهینه مناطق سیل¬خیز می¬باشد.


مواد و روش¬ها
حوزه آبخیز کوشک¬آباد در استان خراسان رضوی در شمال غرب مشهد و در طول جغرافیایی 30 º59 تا 38 º59 شرقی و در عرض جغرافیایی 38 º36 تا 47 º36 شمالی واقع شده است (شکل1).

ارتفاع متوسط حوزه 1705 متر، شیب متوسط آن بالای 25 درصد بوده و دارای اقلیم خشک تحت تاثیر توده هوای سیبری می¬باشد.

مساحت حوزه 45/87 کیلومترمربع بوده که به 10 زیرحوزه تقسیم شده است.

میانگین نزولات سالانه این حوزه 3/391 میلی¬متر است
روش کار
به منظور مطالعه رفتار حوزه آبخیز مورد تحقیق، بررسی¬های اولیه شامل بررسی منابع، تعیین حوزه و زیرحوزه¬ها، جمع¬آوری داده¬ها، تعیین دوره¬های هیدرولوژیکی، تهیه نقشه¬ها و رقومی کردن نقشه¬ها ضروری است.

پس از جمع¬آوری و تهیه این داده¬ها، اقدام به بازدید از منطقه مورد مطالعه و کنترل نقشه¬ها با طبیعت صورت می¬گیرد.

در نهایت، اقدام به شبیه¬سازی و اجرای مدل می¬گردد.

سپس با حذف متوالی و یک به یک زیرحوزه¬ها از فرایند روندیابی داخل حوزه، زیرحوزه¬ها بر اساس میزان مشارکت در دبی اوج و حجم سیل خروجی حوزه، در هر دوره هیدرولوژیکی اولویت¬بندی می¬گردند تا تحلیل¬های هیدرولوژیکی و تلفیق نتایج صورت گیرد.


استخراج مشخصات فیزیکی زیرحوزه¬ها
به منظور فراهم نمودن داده¬های لازم برای انجام این تحقیق، با استفاده از نرم¬افزار Arcview و Ilwis، کلیه مشخصات و نقشه¬های مورد نیاز شامل مدل رقومی ارتفاع، نقشه شیب حوزه و تعیین شیب آبراهه-های اصلی زیرحوزه¬ها استخراج گردید.

تعیین دوره¬های هیدرولوژیکی
به منظور تعیین دوره¬های هیدرولوژیکی حوزه آبخیز مورد مطالعه، ترسیم و تحلیل منحنی¬های تغییرات دما-بارش (آمبروترمیک) و بارش- دبی در ماههای مختلف سال صورت گرفت.

مقدار متوسط بارش و دما در ماههای مختلف سال، پس از تعیین سال¬های ¬آماری مشترک، بررسی همگنی و بازسازی داده¬های ناقص ایستگاههای درون و بیرون حوزه، و در نهایت ترسیم خطوط همباران و هم¬دما با استفاده از نرم-افزار Arcview بدست آمد.

مدل HEC-HMS
مدل HEC-HMS برای شبیه¬سازی بارش-رواناب، حوزه آبخیز را با مولفه¬های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی نمایش می¬دهد.

این مدل با ترکیب مولفه¬های مذکور، پس از محاسبات لازم، اقدام به ترمیم و محاسبه هیدروگراف کامل می¬کند.

به این ترتیب، با شبیه¬سازی و اجرای مدل مزبور در هر دوره هیدرولوژیکی، تحلیل¬های هیدرولوژیکی و تلفیق نتایج صورت گرفت.

تحلیل داده¬های بارش- رواناب
به منظور مدل¬سازی حوزه مورد مطالعه از طریق بکارگیری مدل ریاضی، استفاده از داده¬های همزمان بارش-رواناب برای واسنجی مدل ضروری است.

به این ترتیب، اقدام به جمع¬آوری دبی حداکثر لحظه¬ای رویدادهای سیلابی موجود در ایستگاه هیدرومتری کوشک¬آباد و مقدار بارندگی ساعتی و روزانه ایستگاههای باران¬سنجی درون و بیرون حوزه گردید.

از میان 10 واقعه سیلابی مناسب برای انجام واسنجی و ارزیابی مدل، تنها یک واقعه سیلابی برای دوره زمستانه وجود داشت که برای واسنجی مدل در این دوره کافی نمی¬باشد.

5 و 1 واقعه سیلابی بهاره به ترتیب، برای انجام واسنجی و اعتبارسنجی مدل بکار گرفته شد؛ و 3 واقعه سیلابی تابستان-پاییزه نیز، برای واسنجی مدل در دوره هیدرولوژیکی مزبور مورد استفاده قرار گرفت.

اگر چه تعداد وقایع مزبور برای واسنجی مدل کافی نمی¬باشد، لیکن حداقل شرایط لازم را برای انجام این مهم فراهم می¬آورند.

به این ترتیب، اجرای مدل تنها برای دوره¬های هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه صورت گرفت.

تحلیل توزیع مکانی رگبارها در نرم افزار Arcveiw با استفاده از روش میانیابی عکس مجذور فاصله (IDW) صورت گرفت.

به این ترتیب، منحنی¬های هم-رگبار برای رویدادهای سیلابی ایستگاه هیدرومتری کوشک¬آباد رسم گردید.

توزیع زمانی رگبارها با استفاده از داده¬های ایستگاه ثبات گوش (تنها ایستگاه ثبات درون حوزه)، به طریق محاسبه درصد نزول بارش در فواصل زمانی یک ساعته تهیه شد.

پس از محاسبه توزیع زمانی بارش در هر یک از زیرحوزه-ها، هایتوگراف¬های متعددی تهیه گردید؛ که این هایتوگراف¬ها مبنای محاسبه سیل زیرحوزه¬ها قرار گرفت.

منحنی¬های شدت-مدت-فراوانی در دو دوره هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه برای حوزه آبخیز کوشک¬آباد نیز، برای استخراج مقدار بارندگی در زمان تمرکز حوزه (هایتوگراف¬های بارش) در دوره بازگشت¬های مختلف، به روش قهرمان محاسبه شد.

فرمول قهرمان به صورت رابطه 1 و 2 بیان می¬شود (سهیلی 1382):
رابطه1: رابطه2: که در آن: : بارندگی یک ساعته با دوره بازگشت 10 ساله بر حسب میلیمتر، : میانگین بارندگی 24 ساعته (در دوره هیدرولوژیکی) حوزه، : میانگین بارندگی سالانه (دوره هیدرولوژیکی) حوزه، : مقدار بارندگی در دوره بازگشت مورد نظر، : دوره بازگشت به سال، : مدت دوام بارندگی از زمان تمرکز حوزه بر حسب ساعت و : ضرایب ثابت معادله، برای شرایط آب و هوایی ایران میباشند.

استخراج پارامترهای ورودی مدل HEC-HMS با تلفیق نقشه رستری تهیه شده از گروههای هیدرولوژیکی خاک و کاربری اراضی، در هر دوره هیدرولوژیکی، مقادیر متوسطCN برای زیرحوزههای کوشکآباد در شرایط رطوبتی واقعی حوزه (خشک I ) بدست آمد.

از مقادیر CN بدست آمده، مقادیر تلفات اولیه، زمان تاخیر و زمان تمرکز زیرحوزهها نیز به عنوان پارامترهای اساسی ورودی مدل HEC-HMS محاسبه شد.

ضرایب ماسکینگام نیز برای روندیابی سیل در مدل HEC-HMS با بررسیهای صحرایی استخراج شد.

شبیهسازی بارش-رواناب با به کارگیری مدل HEC-HMS پس از آماده شدن پارامترهای ورودی مدل HEC-HMS، مدل مزبور اجرا گردیده و واسنجی مدل نیز، در هر دوره هیدرولوژیکی با تلفیق روش دستی و خودکار و با فرض انتخاب بهترین پارامترها بر کم بودن درصد خطای پیک صورت گرفت.

رابطه درصد خطای پیک جریان به صورت رابطه 3 بیان میشود (جوکار1381) : رابطه3: که در آن : درصد خطا در دبی پیک، دبی اوج هیدروگراف مشاهدهای و دبی اوج هیدروگراف شبیهسازی را نشان میدهد.

هیدروگرافهای سیلاب به ازای دوره بازگشتهای مختلف در این مرحله از تحقیق، مدل HEC-HMS با پارامترهای واسنجی شده و هایتوگرافهای بارش بدست آمده با استفاده از ایستگاه ثبات گوش (به روش درصد نزول بارش در فواصل زمانی یک ساعته)، برای دورههای هیدرولوژیکی مختلف با دوره بازگشتهای مختلف (منحنیهای شدت-مدت-فراوانی تهیه شده از روش قهرمان)، اجرا گردید.

اولویتبندی مشارکت سیل زیرحوزهها در خروجی اصلی حوزه با حذف متوالی زیرحوزهها از فرایند روندیابی داخل حوزه، زیرحوزهها برای دورههای هیدرولوژیکی مختلف، بر اساس میزان مشارکت در دبی اوج و حجم سیل خروجی حوزه، اولویتبندی گردیدند.

آزمون آماری اولویتبندی زیرحوزهها در دورههای هیدرولوژیکی مختلف برای بیان معنیدار بودن و یا عدم معنیداری اختلافات زمانی در اولویتبندی زیرحوزهها، پس از اجرای مدل HEC-HMS برای تمامی رگبارهای موجود در دورههای هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه در دوره بازگشتهای 10, 20, 50 و 100 سال, به روش حذف متناوب زیرحوزهها, مقادیر سهم مشارکت سیل آنها در خروجی حوزه محاسبه و اولویتبندیها صورت گرفت.

برای داشتن شرایط یکسان از لحاظ الگوی بارش, جهت مقایسه, در دو دوره هیدرولوژیکی ارائه شده, در دو حالت, که برای بار اول با استفاده از الگوی بارش بهاره برای تمامی رگبارهای موجود در دو دوره هیدرولوژیکی مذکور, مدل اجرا گردیده و اولویتبندی صورت گرفت.

به این ترتیب در حالت دوم, به عکس حالت قبل از الگوی بارش تابستان-پاییزه برای تمامی رگبارها استفاده شد.

در حالی که پارامترها و عناصر زیرحوزهها و روندیابی در دو دوره هیدرولوژیکی متفاوت میباشد.

در دو حالت مذکور، مقایسه آماری به روش آزمون آماری تی-تست جفتی صورت گرفت.

نتایج جدول 1 مشخصات فیزیکی زیرحوزههای آبخیز کوشکآباد شامل مساحت، محیط، شیب آبراههها و طول آبراههها را نشان میدهد.

با بررسی و تحلیل روند تغییر شیب منحنیهای دما-بارش و بارش-دبی حوزه مزبور، سه دوره هیدرولوژیکی بهاره، تابستان- پاییزه و زمستانه تشخیص داده شد (شکلهای2 و 3 ).

شکل 4 موقعیت زیرحوزهها و ایستگاههای بارانسنجی درون و بیرون حوزه را نشان میدهد.

جدول2 مقادیر رویدادهای دبی اوج سیل حوزه کوشکآباد را در دورههای هیدرولوژیکی مختلف بیان میکند.

برای تحلیل توزیع مکانی رگبارها از منحنیهای همرگبار استفاده شد؛ شکل 5 نمونهای از منحنی همرگبار ترسیمی به روش میانیابی عکس مجذور فاصله را برای واقعه سیلابی 08/02/71 نشان میدهد.

برای استخراج مقدار بارندگی طراحی در دورههای هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه از منحنیهای شدت-مدت-فراوانی استفاده شد (شکلهای 6 و 7).

پارامترهای اساسی ورودی مدل HEC-HMS شامل شماره منحنی، تلفات اولیه، زمان تاخیر و زمان تمرکز زیرحوزها میباشد (جدولهای 3 و 4).

جدول 5 ضرایب ماسکینگام بکار گرفته شده را پس از بررسیهای صحرایی، برای روندیابی سیل نشان میدهد.

شکلهای 8 و 9 به ترتیب، هیدروگراف مشاهدهای-محاسباتی مدل را بعد از واسنجی، به عنوان نمونه برای رویدادهای 24/02/70 و 10/09/73 در دورههای هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه نشان میدهند.

واسنجی مدل برای پارامترهای تلفات اولیه, CN و زمان تاخیر در هر دوره هیدرولوژیکی صورت گرفت.

جدول 6 مقادیر قبل و بعد از واسنجی CN را برای شرایط رطوبتی (I) در دورههای هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه نشان میدهد.

جدول 7 پارامترهای آماری مختلف خروجی مدل را بر اساس واسنجی پارامترهای دورههای هیدرولوژیکی در وقایع سیلابی موجود نشان میدهد.

به منظور ارزیابی عملکرد مدل و تعیین میزان خطای آن نیز، در تخمین میزان رواناب خروجی حوزه، به دلیل نداشتن وقایع سیلابی مناسب و کافی، تنها رگبار تاریخ 28/02/70 اعتبارسنجی شد.

نتایج اعتبارسنجی نشان داد که مقدار اختلاف در دبی اوج سیلاب 4365/3 درصد بوده است که با توجه به درصد پایین آن، نتایج قابل قبول میباشد.

به این ترتیب، مدل HEC-HMS با پارامترهای واسنجی شده و هایتوگرافهای بارش بدست آمده برای دورههای هیدرولوژیکی متفاوت با دوره بازگشتهای مختلف اجرا گردید.

شکل 10 هیدروگراف خروجی حوزه و زیرحوزهها را برای دوره بازگشت 100 سال از واقعه سیلابی 24/02/70 نشان میدهد.

با حذف متوالی زیرحوزهها از فرایند روندیابی داخل حوزه، زیرحوزهها برای دورههای هیدرولوژیکی مختلف، بر اساس میزان مشارکت در دبی اوج و حجم سیل خروجی حوزه، اولویتبندی گردیدند (جدولهای 8 و9).

شکل 11 دبی خروجی حوزه با حذف نوبتی زیرحوزهها را در دوره بازگشت 100 ساله با الگوی 24/02/70 در دوره هیدرولوژیکی بهاره نشان میدهد.

به این ترتیب، برای بیان تغییرات زمانی سیلخیزی زیرحوزهها، پس از اولویتبندی سیلخیزی در دورههای هیدرولوژیکی مختلف، از آزمون آماری تی-تست جفتی استفاده شد.

جدولهای 10 تا 13 نتایج آزمون آماری تی-تست را برای مقایسه اولویتبندی زیرحوزهها در دو دوره هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه نشان میدهند.

جدول1 خصوصیات فیزیکی زیرحوزههای آبخیز(حوزه آبخیز کوشکآباد).

شکل 2 تغییرات بارش- دبی حوزه آبخیز کوشکآباد شکل3 تغییرات دما- بارش (منحنی آمبروترمیک) حوزه آبخیز کوشک آباد شکل4 نقشه حوزه و زیرحوزهها به همراه ایستگاههای بارانسنجی درون و بیرون حوزه جدول 2 دبی اوج سیل در دورههای هیدرولوژیکی مختلف شکل 5 نمونهای از منحنی همرگبار که برای واقعه سیلاب 08/02/71 رسم شده است شکل 6 منحنی شدت-مدت-فراوانی دوره هیدرولوژیکی بهاره شکل 7 منحنی شدت-مدت-فراوانی دوره هیدرولوژیکی تابستان-پاییزه جدول3 مقادیرCN، تلفات اولیه، زمان تاخیر و زمان تمرکز برای کلیه وقایع سیلابی بهاره جدول4 مقادیرCN، تلفات اولیه، زمان تاخیر و زمان تمرکز برای کلیه وقایع سیلابی تابستان-پاییزه جدول 5 مقادیر ضرایب ماسکینگام برای 6 بازه اصلی ارتباطی زیرحوزههای آبخیز کوشکآباد شکل 8 هیدروگراف مشاهدهای و محاسباتی مدل بعد از واسنجی برای سیلاب 24/02/70 شکل9 هیدروگراف مشاهدهای و محاسباتی مدل بعد از واسنجی برای سیلاب 10/09/73 جدول 6 مقادیر CN زیرحوزهها قبل و بعد از واسنجی در شرایط رطوبتی I جدول 7 نتایج مربوط به پارامترهای آماری واسنجی مدل برای رگبارهای مورد نظر شکل 10 هیدروگراف خروجی حوزه و زیرحوزهها برای دوره بازگشت 100 سال از واقعه 24/02/70 شکل 11 دبی خروجی حوزه با حذف نوبتی زیرحوزهها در دوره بازگشت 100 ساله با الگوی بهاره 24/02/70 جدول 8 اولویتبندی زیرحوزهها در خروجی حوزه برای دوره هیدرولوژیکی بهاره جدول 9 اولویتبندی زیرحوزهها در خروجی حوزه برای دوره هیدرولوژیکی تابستان-پاییزه جدول 10 آنالیز تی-تست جفتی مشارکت زیرحوزهها در دبی اوج حوزه, با الگوی بارش بهاره ** با سطح معنیداری 1% بین دو دوره تفاوت وجود دارد.

* با سطح معنیداری 5% بین دو دوره تفاوت وجود دارد.

جدول 11 آنالیز تی-تست جفتی مشارکت زیرحوزهها در حجم سیل حوزه, با الگوی بارش بهاره ** با سطح معنیداری 1% بین دو دوره تفاوت وجود دارد.

جدول 12 تی-تست جفتی مشارکت زیرحوزهها در دبی اوج حوزه, با الگوی بارش تابستان-پاییزه ** با سطح معنیداری 1% بین دو دوره تفاوت وجود دارد.

جدول 13 تی-تست جفتی مشارکت زیرحوزهها در حجم سیل حوزه, با الگوی تابستان-پاییزه ** با سطح معنیداری 1% بین دو دوره تفاوت وجود دارد.

بحث و نتیجهگیری آزمون آماری تی-تست از اولویتبندی زیرحوزههای کوشکآباد, در دو دوره هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه با الگوی بارش بهاره, برای سهم مشارکت دبی اوج زیرحوزهها, بیانگر اختلاف در سطح معنیداری یک درصد برای زیرحوزههای 1 تا 7 و زیرحوزه 9 میباشد (جدول10).

همچنین برای سهم مشارکت حجم سیل زیرحوزهها بیانگر معنیدار بودن اختلاف در سطح معنیداری یک درصد برای زیرحوزههای 5 تا 7 و زیرحوزه 9 میباشد.

اختلاف معنیداری در سطح پنج درصد برای زیرحوزه 7 وجود دارد (جدول11).

اما آزمون آماری تی-تست از اولویتبندی زیرحوزههای کوشکآباد, در دو دوره هیدرولوژیکی بهاره و تابستان-پاییزه با الگوی بارش تابستان-پاییزه, برای سهم مشارکت دبی اوج زیرحوزهها, بیانگر معنیدار بودن اختلاف در سطح معنیداری یک درصد برای زیرحوزههای 5 تا 7 و زیرحوزههای 9 و 10 میباشد.

اختلاف معنیداری در سطح پنج درصد برای زیرحوزههای 1 و 8 وجود دارد (جدول12).

همچنین برای سهم مشارکت حجم سیل زیرحوزهها بیانگر معنیدار بودن اختلاف در سطح احتمال یک درصد برای زیرحوزههای 1 تا 10 میباشد (جدول13).

به این ترتیب، نتایج به دست آمده حاکی از معنیدار بودن تغییرات مقادیر دبی اوج و حجم سیل در زمانهای متفاوت میباشد.

این مسئله با نتایج یثربی (1384) و Carleton و Young (2005) مطابقت دارد.

منابع مورد استفاده 1) جوکار، ج.، 1381.

بررسی سیلخیزی زیرحوزههای رودخانه شاپور با استفاده از شبیهسازی جریانهای سیلابی، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه تربیت مدرس، 126 ص.

2) خسروشاهی، م.، 1380.

تعیین نقش زیرحوزههای آبخیز در شدت سیلخیزی حوزه، مطالعه موردی حوزه آبخیز دماوند، پایاننامه دکتری، گروه جغرافیا، دانشگاه تربیت مدرس، 177 ص.

3) روغنی، م.

مهدوی، م.

و غفوری، ع.، 1382.

معرفی روشی در مکانیابی سطوح موثر بر دبی اوج سیل به منظور برنامهریزی مهار سیلابها و کاهش خسارات آن در حوزههای آبخیز کشور، مطالعه موردی حوزه رودک، مجله پژوهش و سازندگی، 61: 18-27.

4) سهیلی, اسماعیل., 1382.

بررسی پراگنش و علل ایجاد فرسایش تونلی در جنوب فارس, پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری, دانشگاه تربیت مدرس, 93 ص.

5) مردانی، ع.ا.، 1377.

بررسی پتانسیلهای سیلخیزی حوزه آبریز رودخانه روئین به منظور بالا بردن میزان بهرهبرداری مطلوب از آن، پایاننامه کارشناسی ارشد علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی،210 ص.

6) یثربی, ب., 1384.

اولویتبندی زیرحوزههای مهم آبخیز هراز بر اساس تولید رواناب, پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه تربیت مدرس، 90 ص.

7) Foody, G.M., Ghoneim.

E.M.

and Arnell.

W.N., 2004.

Predicting Location Sensitive to Flash Flooding in Arid Envirinment, Journal of Hydrology, 292: 48-58.

8) Hassanzadeh, Y.

and Aalami, M.T., 2005.

An Investigation of Reasons for the Occurance of Golestan Flood & the Methods of its Preventation, In; Proceedings of the International Conference on Geohazards, Natural Disasters & Methods of Confronting With them, Tabriz, Iran, Sep.27-29, 2005;39-40 9) Melesse, A.M.

and Shih, S.F., 2002.

Spatially Distributed Storm Runoff Depth Estimation Using Landsat Images and GIS, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 37, Number 1, December 2002, pp.

173-183.

10) Singh, v.p., 1996.

Effect of Spatial and Temporal Variability in Rainfall and Watershed Characteristics on Stream Flow Hydrograph, Hydrological Processes, Volume 11, Issue 12, pp.

1649-1664 11) Vanshaar, J.R.

and Haddeland, and Lettenmaier, D.P., 2002.

Effects of Land-Cover Changes on The Hydrological Response of Interior Columbia River Basin Forested Catchments, Hydrological Processes, Volume 16, Issue 13, pp.

2499-2520.

12)Young, D.F, and Carleton, J.N., 2005.

Implementation of a Probabilistic Curve Number Method in the PRZM Runoff model, Environmental Modelling & Software, Article in Press.

Comparison of temporal prioritizing of flooding in different hydrological priods (Case study: kooshkabad sub-watersheds in razavi province).

H.Izanloo1 H.R.Moradi2 S.H.R.Sadeghi3 Abstract One of the most important problems that most of the countries have is related to flood damaes.

Different methods there are for flood controlling by using indentification of flooding areas.

Because most of the watersheds have different flooding seasons, the present study is going to comparison of temporal prioritizing of flooding of kooshkabad sub-watersheds in razavi province using HEC-HMS model.

In this study we used of SCS hydrologic simulation method at Rainfall-Runoff transformation on sub-watersheds area, and Muskingum routing method on main channels for abtain of watershed outlet flood hydrograph after determination of data for flood hydrograph.

Than we calculated prioritization of sub-watersheds to point of flooding conception using HEC-HMS model and we calibrated it on initial adsorption and curve number and lag time parameters in springal and summer-autumnal hydrologic priods.

Than we prioritized particitation amount of sub-watersheds on peak flood discharge and flood volume in every hydrologic priod, using one to one delet of sub-watersheds in flood routing.

Paird samples t-test have used for indication of significant difference to point of statistical in temporal prioritizing of sub-watersheds flooding.The results of this research show that participitation amount of sub-watersheds on outlet peak flood discharge and flood volume in different priods is signify.

Key words: Flooding, Temporal prioritization, Hydrological priods, HEC-HMS model, Kooshkabad of razavi province.

- MSc in Watershed Management,.

Nat.

Res.

Fac.

of Tarbiat Modarres Univ.

2- Assistant professor of Nat.

of Tarbiat Modarres university, watershed Management, Mazandaran.

Noor, .

Tel: 0122-6253101-3 Zip code: 46414 Fax: 0122-6253499 Email: hrmoradi@modares.ac.ir 3- Assistant professor, Nat.

of Tarbiat Modares Univ.

زیرحوزه خصوصیات12345678910مساحت()75/797/1375/1134/874/534/896/999/63/931/5محیط(m)78/1462/1748/1687/1191/1004/1567/1311/1169/1475/10شیب آبراهه(%)9756463954طول آبراهه (km)788/4721/4645/3447/3605/2152/6566/3881/2642/3947/1 تاریخ وقوع سیلدبی اوج لحظه ای ()دوره هیدرولوژیکی24/02/7046/1بهاره28/02/703/4بهاره08/02/7196/1بهاره23/02/7128/3بهاره22/03/7123/12بهاره11/03/7232/8بهاره27/12/7306/0زمستانه18/05/7915/8تابستان-پاییزه24/06/7278/2تابستان-پاییزه10/09/7321/0تابستان-پاییزه زیرحوزه1234567891074737074747470636859تلفات اولیه (میلیمتر)8/178/188/218/178/178/178/218/299/233/35زمان تاخیر (دقیقه)6979836563103105618775زمان تمرکز (دقیقه)115132138108106172175102146124 زیرحوزه1234567891072767177747471646860تلفات اولیه (میلیمتر)8/19167/202/158/178/177/206/289/239/33زمان تاخیر (دقیقه)7373815963103102608773زمان تمرکز (دقیقه)12112113499106172170100146121 بازه123456K2/029/048/032/028/012/0X2/02/02/02/02/02/0 دوره هیدرولوژیکیزیر حوزه12345678910بهارهCN )قبل از واسنجی)74737074747470636859بهارهCN )بعد از واسنجی)84756675777770636859تابستان-پاییزهCN )قبل از واسنجی)72767177747471646860تابستان-پاییزهCN )بعد از واسنجی)86886675717368646860 ردیفتاریخ وقوع سیلابتابع هدفاختلاف حجم (%)اختلاف دبی اوج (%)124/02/700757/5-0208/02/71007/0992/13-0001/0-323/02/710425/0006/0422/03/710003/081/27001/0-511/03/720004/0216/470009/0624/06/720007/0266/120005/0710/09/730001/06442/0-0818/05/790009/0703/400 الگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش بهاره 24/02/70 در دوره بازگشت 100 سالزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)اولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجمزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)دبی اوج سیلابدبی اوج سیلابحجم سیلابحجم سیلاباولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجمزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)(M3/S)(%)(103*m3)(%)اولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجم175/727/1471/14379/1327/1697/13569/1422297/138/1741/1764/1753/2063/17597/1811375/1174/999/9646/917/1155/9643/1055434/859/101/10597/974/1161/1043/1134574/57/752/7774/695/727/7735/877634/891/963/11267/941/1109/11211/1243796/981/776/8981/604/827/8964/966899/622/36/3027/15/16/2687/29993/924/722/7317/51/619/7391/788103/545/11468/08/0134/11010 الگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالالگوی بارش تابستان-پاییزه 18/05/79 در دوره بازگشت 100 سالزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)مشارکت در محل خروجی اصلی حوزه (مقدار کاهش در خروجی)اولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجمزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)دبی اوج سیلابدبی اوج سیلابحجم سیلابحجم سیلاباولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجمزیرحوزهمساحت (Km2)دبیاوج (M3/S)حجم سیلاب (103*m3)(M3/S)(%)(103*m3)(%)اولویت در کاهش دبی اوجاولویت در کاهش حجم175/79/1304/13388/1334/1579/13235/1422297/1336/2812/2772895/3069/27689/2911375/1189/914/9464/965/108/9313/1044434/896/1063/10059/107/116/10087/1033574/594/565/5778/538/662/5723/677634/81/889/8793/777/812/8741/955796/991/685/766/629/706/7622/866899/621/389/2822/135/188/2812/39993/904/619/585/497/411/5828/688103/547/105/1366/072/065/1237/11010 آماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردحدود اطمینان سطح 95%حدود اطمینان سطح 95%مقدار tسطح معنیداریآماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردپایینبالامقدار tسطح معنیداری13635/266026/014764/00545/26725/2009/16٭٭000/028010/12-09575/124502/03138/13-2882/12-245/52-٭٭000/035645/021105/04719/04657/06633/0962/11٭٭000/047515/035732/07990/05843/09187/0406/9٭٭000/055645/250850/011370/03265/28025/2554/22٭٭000/068955/248906/010936/06666/21244/3477/26٭٭000/076550/126898/006015/05291/17809/1516/27٭٭000/086375/011646/247325/03530/0-6280/1347/1194/099145/117669/248372/08958/09332/2933/3٭٭001/0106125/007735/246451/03597/0-5847/1319/1203/0 آماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردحدود اطمینان سطح 95%حدود اطمینان سطح 95%مقدار tسطح معنیداریآماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردپایینبالامقدار tسطح معنیداری19795/087290/264240/03651/0-3241/2525/1144/028930/1294353/388180/07386/140474/11621/14-٭٭000/030320/075800/139087/07861/0-8501/0082/0936/041565/094223/143430/07525/0-0655/1360/0723/050575/241592/131661/03948/17202/2499/6٭٭000/063140/213823/247812/03133/13147/3840/4٭٭000/071345/156648/135028/04014/08676/1239/3٭٭004/087500/001382/245030/01925/0-6925/1666/1112/091775/243346/254414/00386/13164/3002/4٭٭001/0106390/095687/143857/02768/0-5548/1460/1161/0 آماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردحدود اطمینان سطح 95%حدود اطمینان سطح 95%مقدار tسطح معنیداریآماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردپایینبالامقدار tسطح معنیداری15042/3-70438/435804/14932/6-5151/0-580/2-٭026/020533/806152/1534789/45163/1-6230/17852/1091/035125/1-20562/392538/05493/3-5243/0634/1-130/04-6175/1-40302/398237/07797/3-5447/0647/1-128/050042/3-16700/133688/07456/3-2627/2-918/8-٭٭000/065425/3-66341/276886/02348/5-8502/1-607/4-٭٭001/072667/2-32263/267048/07424/3-7909/0-381/3-٭٭006/085225/0-81357/023486/00394/1-0056/0-225/2-٭048/099525/1-52136/143918/09191/2-9859/0-446/4-٭٭001/0102417/0-23687/006838/03922/0-0912/0-534/3-٭٭005/0 آماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردحدود اطمینان سطح 95%حدود اطمینان سطح 95%مقدار tسطح معنیداریآماره زیرحوزهمیانگینانحراف معیارمیانگین خطای استانداردپایینبالامقدار tسطح معنیداری15925/1-54183/015641/09368/1-2482/1-181/10-٭٭000/021858/1206427/130723/05096/118620/12664/39٭٭000/035558/0-17469/005043/06668/0-4448/0-022/11-٭٭000/045475/0-06969/002012/05918/0-5032/0-214/27-٭٭000/053958/2-18033/005206/05104/2-2813/2-025/46-٭٭000/068375/2-24765/007149/09948/2-6802/2-691/39-٭٭000/074833/1-02934/000847/05020/1-4647/1-157/175-٭٭000/084042/0-04621/001334/04335/0-3748/0-296/30-٭٭000/090167/2-16555/004779/01219/2-9115/1-199/42-٭٭000/0102292/0-05054/001459/02613/0-1971/0-709/15-٭٭000/0