دانلود تحقیق مقایسه روش¬های مختلف برآورد دبی اوج سیلاب

برآورد سیل با دوره بازگشت معین، برای طراحی سازه¬های هیدرولیکی، تثبیت سواحل رودخانه، پروژه¬های آبخیزداری و پهنه¬بندی سیل یکی از عناصر مهم محسوب می¬گردد.

حوزه آبخیز کوشک¬آباد یکی از زیرحوزه¬های اصلی حوزه کشف¬رود در شمال شرق ایران، با مساحت 45/87 کیلومتر مربع در 11 کیلومتری مشهد ، به لحاظ داشتن شرایط خاص اقلیمی و توپوگرافی همواره در معرض وقوع سیلاب¬های مخرب و خسارت¬های ناشی از آن می¬باشد.

در این تحقیق، برای برآورد دبی اوج سیلاب حوزه از سه روش مدل هیدرولوژیکی بارش-رواناب HEC-HMS، آنالیز فراوانی سیلاب و فرمول¬های تجربی کریگر، دیکن و فانینگ استفاده شده است.

روش درصد خطای نسبی دبی پیک سیل نیز، برای مقایسه برآوردی دبی اوج سیل مربوط به روش¬های مزبور بکار گرفته شده است.

در روش آنالیز فراوانی سیلاب به دلیل اینکه ایستگاههای هیدرومتری منطقه (حوزه کشف¬رود)، فاصله زیادی از نظر مکانی با حوزه مورد مطالعه داشته و بعضا" دارای شرایط اقلیمی و توپوگرافی متفاوتی با حوزه مورد تحقیق می¬باشند، این روش تفاوت قابل توجهی در برآورد دبی اوج سیل حوزه کوشک¬آباد در مقایسه با دو روش دیگر داشته و بدین جهت قابل استناد نمی¬باشد.

در شبیه¬سازی بارش-رواناب با مدل HEC-HMS پس از تهیه اطلاعات مورد نیاز، برای تهیه هیدروگراف سیل، از روش سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS) در تبدیل رابطه بارش-رواناب در سطح حوزه، و نیز روندیابی آبراهه¬های اصلی به روش ماسکینگام به منظور استخراج هیدروگراف سیل خروجی حوزه استفاده شد.

واسنجی لازم برای پارامتر تلفات اولیه صورت گرفته و با توجه به نتایج واسنجی مدل مزبور در حوزه مورد مطالعه، برای برآورد دبی اوج سیل قابل استناد می¬باشد.

همچنین نتایج برآوردی فرمول-های تجربی بکار گرفته شده نیز به دلیل کالیبره شدن با شرایط منطقه، قابل استناد با مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS برای حوزه مورد مطالعه می¬باشد.

مطالعه، تجزیه و تحلیل و محاسبات هیدرولوژیکی به منظور برنامه¬ریزی و اجرای عملیات مهندسی آب و آبخیزداری در کشوری نظیر ایران با توجه به موقعیت جغرافیایی و عوامل اکولوژیکی، فوق العاده حائز اهمیت می¬باشد.

بهطوریکه اجرای هرگونه فعالیت¬های مهندسی در زمینه بهره¬برداری اصولی و علمی از منابع آب و کنترل هرزآب¬های سطحی و سیلاب¬ها بدون مطالعه دقیق و شناخت خوب از خصوصیات هیدرولوژیکی منطقه غیر ممکن می¬باشد (خانی، 1382).

از این رو تبیین الگوهایی مبتنی بر آمار و اطلاعات مشاهده¬ای و منطبق با شرایط منطقه، برای برآورد رواناب در آبخیزهای فاقد ایستگاه های اندازه¬گیری آب را می¬توان گامی مثبت در جهت برنامه¬ریزی درست برای مدیریت منابع آبخیزها به شمار آورد.بررسی¬های انجام شده نشان می-دهد موضوعات مرتبط با این تحقیق عمدتا" بر مطالعات هیدرولوژی انجام شده بصورت تجربی، آنالیز منطقه¬ای سیلاب و استفاده از مدل¬های هیدرولوژیکی بارش-رواناب در نواحی مختلف صورت گرفته است.

Creager و Jusin (1955) برای تعیین دبی اوج سیل در حوزه¬های آبخیز فاقد آمار، فرمولی با کاربرد فراوان به نام کریگر ارائه دادند.

Suwanwerakamtorn(1994) با استفاده از مدلHEC-1؛ اثرات تغییر کاربری اراضی بالادست حوزه آبخیز را بر دبی اوج سیلاب در نواحی پایین دست حوزه مورد ارزیابی قرار داد.

Lakhtakia و همکاران (1999) با تست توانایی مدل¬های هیدرولوژیکی مختلف، در حوزه Susquehanna با مقایسه دبی خروجی در ایستگاه هیدرومتری انتهای حوزه به این نتیجه رسیدند که کارایی مدل HEC-HMS در برآورد دبی اوج سیل بالاست.

Liong و همکاران (2000) برای پیش¬بینی سیل¬های مخرب بنگلادش، از روش شبکه عصبی مصنوعی استفاده کرده و نتایج آن را با آنالیز حساسیت، قابل قبول می¬دانند.

Foody و همکاران (2004) در منطقه¬ای در غرب مصر از مدل HEC-HMS به منظور برآورد دبی اوج سیل زیرحوزه¬ها استفاده نمودند؛ نتایج اجرای مدل نشان دهنده این بود که 2 زیرحوزه در معرض دبی پیک بیش از 115 متر مکعب در ثانیه بوده و به عنوان مناطق حساس محسوب می¬شوند.

Hassanzadeh و Aalami (2005) نیز با استفاده از مدل HEC-HMS درحوزه آبخیز سد گلستان مبادرت به محاسبه دبی حداکثر سیل زیرحوزه¬ها و تعیین سیل¬خیزی آنها نمودند.

Ouardaو همکاران (2006) در حوزه¬های آبخیز استان Quebec کانادا تحت پروژه Jack-Knife اقدام به منطقه¬بندی مناطق همگن بر اساس دو روش سنتی ترسیم فیزیوگرافی مناطق همگن و دیدگاه هیدرولوژیکی آستانه دبی پیک با تجزیه و تحلیل فصلی فراوانی منطقه¬ ای سیلاب نمودند و روش مبتنی بر پایه تجزیه و تحلیل فصلی فراوانی منطقه¬ ای سیلاب را در منطقه¬بندی مناطق همگن مناسب دانستند.

نجیب (1372) برای بررسی ضریب منطقه¬ای سیل¬خیزی ایران از تجزیه و تحلیل سیلاب¬ها به عنوان روشی مطمئن جهت تعمیم اطلاعات استفاده کرده و در این مناطق رابطه بین ضریب سیل-خیزی و پارامترهای اقلیمی را در نقشه¬هایی ترسیم کرد.

قاسم-پور (1374) با تجزیه و تحلیل منطقه¬ای سیلاب غرب مازندران و با استفاده از مقادیر اصلی و لگاریتمی حداکثرهای دبی لحظه-ای با دوره بازگشت¬های مختلف به عنوان متغیر وابسته و مقادیر اصلی و لگاریتمی خصوصیات حوزه¬های بالا دست ایستگاههای هیدرومتری به عنوان متغیرهای مستقل، روابط رگرسیون چندگانه با روش¬های پیشرو و پسرو، مناسب¬ترین مدل¬ها جهت تخمین دبی حداکثر لحظه¬ای سیلاب با دوره بازگشت¬های مختلف را ارائه کرد.

جعفرزاده (1378) روش¬های مختلف برآورد دبی حداکثر سیلاب بر مبنای سطح حوزه آبخیز را برای استان گیلان مقایسه کرده و در نهایت روابط تجربی مناسب با ضریب همبستگی قابل قبول ارائه کرد.

غنی¬پور توپراق قلعه (1379) برای مناطق مختلف استان آذربایجان غربی برای محاسبه متوسط دبی پیک، فرمولی متناسب با شرایط منطقه ارائه داد.

جمالی (1380) اقدام به واسنجی 10 مدل تجربی برآورد دبی حداکثر سیلابی، برای حوزه¬های آبخیز بزرگ و اصلی ایران کرده و بیان می¬دارد که برای استفاده بیشتر روابط تجربی در کل کشور بهتر است سطح حوزه بیشتر از 1400 و کمتر از 2400 کیلومتر مربع باشد تا تخمین درست¬تری از دبی اوج به دست آید.

شقایی فلاح (1380) با برآورد دبی حداکثر سیلاب با استفاده از مدل HEC-HMS در حوزه آبخیز محمدآباد استان گلستان و مقایسه آن با روش شیب-سطح به این نتیجه رسید که مدل HEC-HMS نتایج بسیار نزدیکی به واقعیت می¬دهد.

خانی (1382) اقدام به ارزیابی سه روش تجربی فولر، کریگر و دیکن، روش سیل نمایه، روش همبستگی غیر خطی چندگانه و روش همبستگی با استفاده از پارامترهای مختلف برای برآورد دبی حداکثر سیل در حوز¬های آبخیز استان آذربایجان غربی کرد؛ و در انتها روابطی را برای حوزه¬های فاقد ایستگاه هیدرومتری پیشنهاد داد.

موسوی (1383) پهنه-بندی قابلیت سیل¬خیزی حوزه آبخیز چهل¬گزی استان کردستان را با استفاده ازGIS و مدل HEC-HMS مورد بررسی قرار داده و آن را با پهنه¬بندی قابلیت سیل¬خیزی با بهره¬گیری از تحلیل منطقه-ای ایستگاههای هیدرومتری، روش کریگر و فولر مورد مقایسه قرار داد و بیان داشت که مدل HEC-HMS روشی بسیار دقیق و کاربردی می¬باشد.

هدف از اجرای این مطالعه، مقایسه روش¬های مختلف برآورد دبی حداکثر لحظه¬ای مبتنی بر آمار دبی ایستگاهها و روش¬هایی چون مدل¬های هیدرولوژیکی می¬باشد؛ تا با ارائه روشی مناسب با توجه به اطلاعات موجود از ویژگی¬های حوزه آبخیز کوشک¬آباد خراسان رضوی و حوزه¬های مشابه، تخمین دبی سیلابی با دید همه جانبه¬ای صورت گیرد.

هدف از اجرای این مطالعه، مقایسه روشهای مختلف برآورد دبی حداکثر لحظهای مبتنی بر آمار دبی ایستگاهها و روشهایی چون مدلهای هیدرولوژیکی میباشد؛ تا با ارائه روشی مناسب با توجه به اطلاعات موجود از ویژگیهای حوزه آبخیز کوشکآباد خراسان رضوی و حوزههای مشابه، تخمین دبی سیلابی با دید همه جانبهای صورت گیرد.

مواد و روشها منطقه مورد مطالعه حوزه آبخیز کوشکآباد در استان خراسان رضوی در طول جغرافیایی 30 º59 تا 38 º59 شرقی و در عرض جغرافیایی 38 º36 تا 47 º36 شمالی، با ارتفاع متوسط 1705 متر، شیب متوسط بالای 25 درصد و اقلیم خشک تحت تاثیر توده هوای سیبری، در شمال غرب مشهد واقع شده است.

مساحت حوزه 45/87 کیلومترمربع بوده که به 10 زیرحوزه تقسیم شده است (شکل 1).

شکل1 سیمای کلی منطقه مورد مطالعه در استان خراسان رضوی و ایران روش کار برای برآورد دبی حداکثر سیلاب روشهای متعددی وجود دارد که انتخاب هر کدام از آنها شرایط خاص خود را می طلبد.

در این تحقیق، فرمولهای تجربی کریگر، دیکن و فانینگ، روش تجزیه و تحلیل آمار مشاهدهای سیلابها در ایستگاههای هیدرومتری و روش شماره منحنیSCS با استفاده از شبیهسازی بارش-رواناب مدل HEC-HMSمورد استفاده قرار گرفت.

فرمولهای تجربی کریگر، دیکن و فانینگ مراحل کار در استفاده از فرمولهای تجربی، بصورت زیر انجام شد: 1-تعیین ایستگاههای همگن؛ 2- آنالیز نقطهای سیلاب ایستگاههای مورد نظر با نرم افزار HYFA؛ 3- تعیین مساحت حوزه بالادست ایستگاههای هیدرومتری؛ 4- کالیبره کردن ضرایب معادلات تجربی با توجه به مساحت و مقادیر دبی مشاهدهای آنها؛ 5- میانگینگیری ضرایب معادلات؛ 6- تعیین دبی اوج سیل حوزه کوشکآباد در دورههای بازگشت مختلف از ضرایب به دست آمده.

رابطههای 1، 2 و3 به ترتیب فرمولهای تجربی کریگر، دیکن و فانینگ را نشان میدهند: (رابطه 1) در این رابطه: Q: دبی اوج سیل ( فوت مکعب بر ثانیه) و C: ضریب کریگر و A: مساحت حوزه (مایل مربع).

(رابطه 2) در این رابطه: Q: دبی اوج سیل (فوت مکعب بر ثانیه) و C: ضریب حوزه و A: مساحت حوزه (کیلومتر مربع).

(رابطه 3) در این رابطه: Q: دبی اوج سیل ( فوت مکعب بر ثانیه) و A: مساحت حوزه (کیلومتر مربع) میباشد.

آنالیز منطقهای سیلاب از بین 21 ایستگاه هیدرومتری فعال موجود در حوزه کشفرود (حوزه بزرگی که حوزه کوشکآباد در داخل آن قرار دارد)، 17 ایستگاه که دارای شرایط تقریبا" مشابه و سال آماری مشترک بودند در دوره آماری 78-50 (28 سال دوره آماری مشترک) انتخاب گردید.

لازم به ذکر میباشد که در این روش، خود ایستگاه هیدرومتری کوشکآباد به دلیل سال آماری کم، به ناچار کنار گذاشته شد (جدول2).

بعد از بازسازی دادههای ایستگاهها، با استفاده از نرمافزار HYFA، اقدام به آنالیز نقطهای ایستگاهها شد و توزیعهای آماری برای تک تک ایستگاهها با حداقل مقدار کایاسکور مشخص شد.

برای اینکه بتوان به توزیع آماری مناسب در منطقه دست یافت، حداقل مقدار کای اسکور از مجموع کایاسکورهای تمامی ایستگاهها محاسبه شد که بر این اساس، توزیع آماری مناسب منطقهای لوگ نرمال سه متغیره با حداقل کای اسکور 3/49 از مجموع ایستگاههای موجود در منطقه تشخیص داده شد.

به این ترتیب، پس از مشخص شدن توزیع مناسب منطقهای برای ایستگاهها، دبی متوسط سیل () و دبی 10 ساله () محاسبه شده تا برای آزمون همگنی ایستگاهها از طریق محاسبه عامل یکنواختی و دبی یکنواخت شده اقدام گردد (جدول3).

در محیط EXCEL حد پایین و حد بالای متغیر کوچک شده از 5 تا 50 سال آماری برای دورههای بازگشت مختلف محاسبه شده و محدوده همگنی رسم شد.

با انتقال تعداد سال آماری موجود در هر ایستگاه و متغیر کوچک شده بدست آمده از دوره بازگشت دبیهای یکنواخت شده بر روی کاغذ همگنی رسم شده، ایستگاههای همگن مشخص شدند.

برای نمونه شکل2، همگنی 100 ساله ایستگاهها را نشان میدهد.

به این ترتیب، در دورههای بازگشت همگنی ایستگاهها، اقدام به بدون بعد کردن دبی ایستگاهها گردید (جدول 4).

پس از محاسبه دبیهای بدون بعد، اقدام به تعیین رابطه دبی متوسط سیل تمامی ایستگاهها با مساحت با توجه به ایستگاههای همگن بدست آمده در دورههای همگنی گردید (جدول5)، آنگاه برآورد دبی اوج سیل حوزه کوشکآباد در دورههای بازگشت مختلف به دست آمد (جدول 6).

مدل HEC-HMS در استفاده از مدل HEC-HMSکه برای شبیهسازی پاسخ رواناب سطحی یک حوزه آبخیز نسبت به بارندگیهای معین طراحی شده است؛ و حوزه آبخیز را به عنوان یک سیستم به هم پیوسته با مولفههای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی نمایش میدهد (انجمن مهندسین ارتش آمریکا، 2002).

هر مولفه مدل یک جنبه از فرایند بارش- رواناب را در داخل بخشی از حوزه که معمولاً به عنوان زیرحوزه در نظر گرفته میشود، شبیهسازی میکند.

به عبارتی با ترکیب مولفههای مختلف، پس از محاسبات لازم، اقدام به ترمیم و محاسبه هیدروگراف کامل میکند.

به این ترتیب، پس از تعیین خصوصیات فیزیکی زیرحوزهها، اقدام به جمعآوری دبی حداکثر لحظهای رویدادهای سیلابی موجود در ایستگاه هیدرومتری کوشکآباد (جدول 7) و مقدار بارندگی ساعتی و روزانه ایستگاههای بارانسنجی درون و بیرون حوزه مورد مطالعه گردید.

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

آنگاه منحنیهای همرگبار برای رویدادهای سیلابی ایستگاه هیدرومتری کوشکآباد رسم گردید.

توزیع زمانی رگبارها با استفاده از دادههای 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 زیرحوزهها، هایتوگرافهای متعددی تهیه گردید؛ که این هایتوگرافها مبنای محاسبه سیل زیرحوزهها قرار گرفت.

آنگاه مقدار بارندگی در زمان تمرکز حوزه کوشکآباد در دورههای بازگشت مختلف به روش فرمول تجربی قهرمان محاسبه شد (قهرمان، 1377).

با تلفیق نقشه رستری تهیه شده از گروههای هیدرولوژیکی خاک و کاربری اراضی، مقادیر متوسطCN برای زیرحوزههای کوشکآباد در شرایط رطوبتی واقعی حوزه در طول سال، از میانگین شرایط خشک I و متوسط II (Akbari،1998 ) 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 به روش SCS محاسبه شد (جدول 8).

ضرایب ماسکینگام نیز برای روندیابی سیل در مدل HEC-HMS با بررسیهای صحرایی تهیه شد (جدول 9).

پس از آماده شدن پارامترهای ورودی مدل HEC-HMS، مدل مزبور اجرا گردیده و واسنجی مدل نیز، با تلفیق روش دستی و خودکار و با فرض انتخاب بهترین پارامترها بر کم بودن درصد خطای نسبی دبی پیک صورت گرفت (شکل 3).

رابطه درصد خطای نسبی دبی پیک جریان به صورت رابطه 4 بیان میشود (جوکار1381): (رابطه4) که در آن : درصد خطا در دبی پیک، دبی اوج هیدروگراف مشاهدهای و دبی اوج هیدروگراف شبیهسازی را نشان میدهد.

در این مرحله از تحقیق، مقادیر دبی اوج سیل در دورههای بازگشت مختلف از مقادیر بارش طرح فرمول قهرمان، با اجرای مدل HEC-HMS محاسبه شد (جدول 10).

مقایسه روشهای مختلف برآورد دبی اوج سیل در این مرحله از تحقیق، برای مقایسه نتایج روشهای مختلف بکار گرفته شده از برآورد دبی اوج سیل حوزه آبخیز کوشکآباد، از روش درصد خطای پیک جریان استفاده شد (رابطه 4).

نتایج محاسبه دبی حداکثر سیل بر مبنای سطح حوزه آبخیز (فرمولهای تجربی): پس از کالیبره کردن ضرایب معادلات تجربی برای حوزه مورد مطالعه، دبی اوج سیل آن برآورد گردید (جدول 1).

جدول1 دبی حداکثر سیل بر مبنای سطح حوزه آبخیز () تجزیه و تحلیل فراوانی منطقهای سیلاب برای به دست آوردن احتمال وقوع دبی حداکثر لحظهای سیلاب در دورههای بازگشت مورد نظر، مطابق روش گفته شده در روش تحقیق، پس از انتخاب ایستگاههای هیدرومتری، کنترل همگنی و بازسازی آمار آنها صورت گرفت.

به این ترتیب، توزیع مناسب منطقهای و آزمون همگنی انجام گرفته و پس از محاسبه دبیهای بدون بعد و تعیین رابطه دبی -مساحت ایستگاهها، برآورد دبی اوج سیل حوزه مورد مطالعه در دورههای بازگشت مورد نظر صورت گرفت.

جدول2 تعداد سال آماری مشترک و مساحت ایستگاههای هیدرومتری جدول3 محاسبه مقدار دبی یکنواخت شده و متغیر کوچک شده با استفاده از توزیع لوگ نرمال 3 متغیره شکل2 بررسی همگنی 100ساله ایستگاهها در روش توزیع منطقهای جدول4 احتمال دبیهای بدون بعد بدست آمده به روش توزیع منطقهای جدول 5 رابطه مساحت و دبی متوسط در روش توزیع منطقهای جدول 6 محاسبه دبی حداکثر لحظهای کوشکآباد با آنالیز فراوانی-منطقهای سیلاب () برآورد دبی حداکثر سیل به روش SCS با استفاده از مدل HEC-HMS پس از بررسیهای اولیه شامل بررسی منابع، تعیین زیرحوزهها، جمعآوری دادههای مورد نیاز؛ تهیه نقشهها و رقومی کردن آنها صورت گرفت.

آنگاه اقدام به بازدید از منطقه مورد مطالعه و کنترل نقشهها با طبیعت گردید؛ و در انتها، اقدام به شبیهسازی، اجرای مدل و تحلیلهای هیدرولوژیکی و تلفیق نتایج گردید.

جدول 7 دبی حداکثر لحظهای همراه با تاریخ وقوع آنها در ایستگاه هیدرومتری کوشکآباد () جدول 8 مقادیر CN، تلفات اولیه، زمان تاخیر و زمان تمرکز زیرحوزهها برای کلیه وقایع سیلابی جدول 9 مقادیر ضرایب ماسکینگام برای 6 بازه اصلی ارتباطی زیرحوزههای آبخیز کوشکآباد شکل3 هیدروگراف مشاهدهای-محاسباتی مدل در قبل و بعد از واسنجی برای رویداد 22/03/71 جدول 10 دبی اوج لحظهای محاسبهای مدل HEC-HMS بر حسب متر مکعب بر ثانیه مقایسه روشهای مختلف برآورد دبی اوج سیل جدول 11 و شکل 4 نتایج روشهای مختلف بکار گرفته شده در برآورد دبی اوج سیل حوزه آبخیز کوشکآباد را با دورههای بازگشت مختلف نشان میدهند.

جدولهای 12 تا 16، درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف را در دورههای بازگشت مختلف نشان میدهند؛ که نتایج آنها دو به دو مقایسه شده است.

جدول 11 خلاصه برآورد دبی اوج سیل در دورههای بازگشت مختلف در روشهای مختلف شکل 4 مقایسه برآورد دبی اوج سیل به روشهای مختلف جدول 12 درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف در دوره بازگشت 5 سال LN3: لوگ نرمال سه متغیره، *: اختلاف معنیدار ندارد جدول 13 درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف در دوره بازگشت 10 سال LN3: لوگ نرمال سه متغیره، *: اختلاف معنیدار ندارد جدول 14 درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف در دوره بازگشت 20 سال LN3: لوگ نرمال سه متغیره، *: اختلاف معنیدار ندارد جدول 15 درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف در دوره بازگشت 50 سال LN3: لوگ نرمال سه متغیره، *: اختلاف معنیدار ندارد جدول 16 درصد خطای نسبی جریان پیک روشهای مختلف در دوره بازگشت 100 سال LN3: لوگ نرمال سه متغیره، *: اختلاف معنیدار ندارد بحث و نتیجهگیری دبیهای مشاهدهای در دورههای بازگشت مختلف از آنالیز نقطهای ایستگاه کوشکآباد بدست آمده است که به دلیل تعداد سال آماری مشترک محدود، فقط برای مقایسه نسبی آورده شده است؛ چراکه برای مقایسه دقیقتر میبایستی تعداد آمار ایستگاه مشاهدهای برابر سایر ایستگاهها باشد.

بر اساس نتایج بدست آمده از ارزیابی روشهای مختلف، میتوان نتیجه گرفت که روش آنالیز منطقهای سیلاب اختلاف بیشتری نسبت به سایر روشها دارد؛ علت آن شاید در انتخاب ایستگاههای مشابه از نظر دارا بودن شرایط اقلیمی و ادافیکی یکنواخت باشد؛ به این ترتیب، بایستی دقت بیشتری در انتخاب حوزههای دارای ایستگاه هیدرومتری مشابه با حوزه فاقد آمار یا مورد مطالعه، در استفاده از روشهای آنالیز فراوانی داشت.

سایر روشها در دورههای بازگشت مختلف، اختلاف کمی را نشان میدهند.

برآورد دبی اوج سیل با استفاده از مدل هیدرولوژیکیHEC-HMS نیز بیانگر آن است که این روش، نتایج خوبی با مقادیر مشاهدهای دارد که علت آن، به در نظر گرفتن پارامترهای مختلف دخیل ادافیکی و اقلیمی در برآورد دبی برمیگردد.

مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS دارای قابلیت خوبی در پیشبینی زمان واقعی سیل میباشد؛ و لذا در این تحقیق از آن استفاده شده است.

این مسئله با نتایج شقایی فلاح (1380), میرزاخان (1380), موسوی (1383), Lakhtakia و همکاران (1999), Foody (2004) و Hasanzadeh و Aalami (2005) مطابقت دارد.

پیشنهاد میشود نتایج برآوردی دبی اوج سیل با سایر مدلهای هیدرولوژیکی بارش-رواناب نیز در سایر نقاط کشور آزمون شود.

همچنین پیشنهاد میشود از سایر روشهای آنالیز منطقهای سیلاب، همچون روشهای رگرسیونی صورت گرفته و در انتخاب ایستگاههای همگن، تشابه همگنی پارامترهایی چون وضعیت پوشش گیاهی، زمینشناسی و خاکشناسی نیز لحاظ گردد.

در استفاده از فرمولهای تجربی پیشنهاد میشود از سایر فرمولهای تجربی که بر مبنای سطح حوزه آبخیز نیز نمیباشند آزمون به عمل آمده و با سایر روشها در برآورد دبی اوج سیل مقایسه گردد.

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) جعفرزاده، س.، 1378.

روشهای مختلف برآورد دبی حداکثر سیلاب بر مبنای سطح حوزه، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری, دانشگاه تربیت مدرس, 149ص 3) جمالی، ع،ا.، 1380.

بررسی حساسیت تعدادی از روشهای تجربی هیدرولوژیکی برآورد دبی اوج سیلاب نسبت به سطح حوزه در برخی از حوزههای آبخیز ایران، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری, دانشگاه تربیت مدرس, 112ص.

4) خانی، ج.، 1382.

تحلیل منطقهای فراوانی سیلاب و بررسی روابط تجربی به منظور انتخاب مناسبترین روش در برآورد جریان برای حوزههای فاقد ایستگاه هیدرومتری، گزارش نهایی طرحهای تحقیقاتی وزارت جهاد کشاورزی، 88 ص.

5) شقایی فلاح، ر.، 1380.

شبیهسازی دبی حداکثر سیلابی در شاخههای فرعی رودخانه حوزه آبخیز محمد آباد (استان گلستان) با استفاده از مدل HEC-HMS، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 175 ص.

6) غنیپور توپراق قلعه، ر.، 1379.

تعیین نواحی همگون و تحلیل فراوانی منطقهای سیل جهت طرحهای آبی (مطالعه موردی در آذربایجان غربی)، پایاننامه کارشناسی ارشد آبیاری، دانشگاه تبریز، 105 ص.

7) قاسمپور، ف.، 1374.

تجزیه و تحلیل منطقهای سیلاب در غرب مازندران "چالوس-رامسر"، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری, دانشگاه تربیت مدرس, 96ص.

8) قهرمان، ب،.

1377.

استخراج دسته منحنیهای شدت-مدت-فراوانی، مجله استقلال، 20: 42-50.

9) موسوی، س.ا.، 1383.

پهنهبندی قابلیت سیلخیزی حوزه آبخیز چهلگزی استان کردستان با استفاده از GIS و مدل HEC-HMS، کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک 20-21 اردیبهشت 1383 کرمان، 168 ص.

10) نجیب، ح.ر.، 1372.

بررسی ضریب منطقهای سیلخیزی در ایران، پایاننامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه تهران، 169 ص.

11) Akbari, A., 1998.

Coupled Time-Area Overland Flow Modeling and Hec-1 Channel Routing for Kooshk-abad Watershed of Iran, Itc, 72p.

12) Creager, W,P and Jusin, J.D., 1955.

Hydroelectric Handbook, N.Y.

13) 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.

14) 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 15) Lakhtakia, M.N., Yarnal, B., White, R.A.

and Miller, D.A., Frakes, B., Barron, E.G., Duffy, C.

and Schwartz, F.W., 1999.

Simulating the River-Basin Response to Atmospheric Forcing by Linking a Mesoscale Meteorological Model and Hydrologic Model System, Journal of Hydroloy, 218: 72-91.

16) Liong, Sh., Lim, WE., Kojiri, T., Hori, T., Liong, SY., Lim, WH., , M., Peters, N.

and Walling, D., 2000.

Advance Flood Forcasting for Flood Stricken with a Fuzzy Reasoning Society of Hydrology and Water Resources.

17) Ouarda, T.B.M.J., Cunderlik, J.M., St-Hilaire, A., Barbet, M., Bruneau P.

and Bobée, B., 2006.

Data-based comparison of seasonality-based regional flood frequency methods, Journal of Hydroloy, Article in Press.

18) Suwanwerakamtorn, R., 1994.

GIS and Hydrologic modeling for Management of Mail Watersheds, Itc, Journal, No.4, p.343.

19) Army Corps of Engineers, 2002.

Hydrologic Modeling System HEC-HMS, Version 2.2.0, August 2002.

pp.12.

Comparison of different methods of peak flood discharge forcasting (case study: Kooshkabad watershed in Khorasan Razavi province) H.Izanloo1 M.Vafakhah2 Abstract Flood estimation with certain frequency is one of the fundamental factors to design of hydraulic structures, flood plain, river coastal stabling, watershed management.

The Kooshkabad Watershed, one of the main subwatersheds of Kahsafrood catchment, in the north east of , with area of 87.45 km2, and 11 kilometers away from .

This watershed has always been facing sevear damages because of heavy floods due to special climat.

and topography.

In this research, 3 models have been introduced for flood estimation of the watershed, including: Rainfall-Runoff hydrological model of HEC-HMS, Frequency analysis of flood, Creager, Diken and Faning of empirical methods.

Also, error percent in peak flow method has been used for comparison of flood estimations.

In the procedure of frequency analysis, the results are so different from other procedures, so they can not be reliable, because the area of hydrometry station (Kashafrood catchment) has been located so away from investigation area.

In the procedure of Rainfall-Runoff hydrological simulation method by using HEC-HMS model, the SCS hydrologic simulation method was applied.

Muskingum routing method was used for channel flood routing in order to get outflow hydrograph.

Necessary calibration has been used for initial abstraction.

Considering the acceptable results in calibration, HEC-HMS model could be a reliable approach.

Also, the results of empirical methods have been found to be reliable approaches similar to HEC-HMS model, because of calibration for research area.

Key words: Peak Flood Discharge, Frequency analysis of the flood, Creager, Diken, Faning, HEC-HMS Model.

- 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, Email: vafakhah2000@yahoo.com دوره بازگشتدیکنکریگرفانینگ519/0825/8922/011026/2437/3927/912036/0051/0737/625051/9373/1550/5110067/0193/6660/00 مساحت (کیلومتر مربع)تعداد سال دارای آمارتعداد سال مشترکدوره آماریایستگاهردیف245292880-1350امامزاده رادکان149252575-1350گلمکان2497292880-1350بند ساروج3203282878-1350سر اسیاب4116262678-1352حصار کشف5140362880-1343کریتان615964352880-1344اق دربند758420322880-1347پل خاتون هریر رود8277302880-1350موشنگ940252480-1353دولت آباد102/68212178-1356زشک116/580332575-1343اندرخ1274282878-1350گلستان135/9047282780-1350اولنگ اسدی144/16427322880-1347پل خاتون کشف رود152/41181780-1361چکنه علیا164/431171580-1363کارده بالا دست178/2352080-1376کلات منار182071077-1376امامزاده میامی19955080-1375جنگ20874079-1375کوشک آباد21 ایستگاهتوزیع مناسبدبی متوسط T=2دبی ده سالهنسبت دبیهادبی یکنواختدوره بازگشتمتغیر کوچکتعداد آمارامامزاده رادکانLN3-ML23/9973/8693/07915890/9756516/612/77911928گلمکانLN3-ML1/9379/8345/0769237/3455537/341/92100225بند ساروجLN3-ML35/7129/0613/615154135/382711/152/36482428سر اسیابLN3-ML15/76553/2283/3763459/7845412/862/5139228حصار کشفLN3-ML8/38827/0283/22222231/8092414/282/62277926اق دربندLN3-ML116/405568/7264/885752441/43487/361/92393328موشنگLN3-ML32/64967/0652/054121123/8126100/14/60115428دولت آبادLN3-ML4/86713/3842/74994918/4567920/783/00943324زشکLN3-ML6/73921/2463/15269325/5558514/372/62929521اندرخLN3-ML26/881178/0066/622001101/9395/541/61411125گلستانLN3-ML8/41535/9714/27462931/911638/552/08438428اولنگ اسدیLN3-ML66/231246/5783/723251/163310/392/29067127پل کشفLN3-ML204/132643/6433/153073774/115915/452/70433828چکنه علیاLN3-ML13/01942/6083/27275549/3710713/712/58049617کارده بالادستLN3-ML29/231135/2144/625706110/85077/791/98493215 دوره همگنیدوره توزیع25102025501005LP3-MI1/0552/5574/1486/2527/0610/04313/87310LP3-MI1/0422/3613/7055/4446/1028/50811/55220LP3-MI1/042/3093/5935/2495/8768/16411/05750LP3-MI1/042/3093/5935/2495/8768/16411/057100LP3-MI1/042/3093/5935/2495/8768/16411/057 ضریب تبیینرابطه مساحت و دبیدوره همگنی51020 تا 100 کوشک آبادکوشک آباد (توزیع منطقهای)کوشک آباددوره بازگشت99/2441/408/15527/2996/4948/131027/2933/7892/142027/2983/12192/145027/2916592/14100 تاریخ وقوع سیل24/02/7028/02/7008/02/7123/02/7122/03/7111/03/72دبی اوج سیل46/13/496/128/323/1232/8 زیرحوزه123456789102/(+)79797878818177717470تلفات اولیه (میلیمتر)5/135/133/143/149/119/112/157/208/178/21Tl(ساعت)989/0109/11/196/086/039/144/183/023/193/0Tc(ساعت)65/185/183/16/143/132/24/238/106/255/1 بازهK (ساعت)X12/02/0229/02/0348/02/0432/02/0528/02/0612/02/0 دبی اوج از مقدار بارش طرح قهرماندوره بازگشت778/285151/4110257/5420894/725002/88100 دوره بازگشتدیکنکریگرفانینگمنطقهای LN3HEC HMSمقادیرمشاهدهای ایستگاه کوشکآباد519/0825/8922/0140/4128/7820/401026/2437/3927/9149/9641/1532/752036/0051/0737/6278/3354/2646/095051/9373/1550/51121/8372/8964/9510067/0193/6660/00165/0088/0280/02 5 سالهدیکنکریگرفانینگمنطقهای-LN3HEC-HMSمشاهدهای6/4526/927/9209/9808/41دیکن66/3515/3574/11141/321کریگر14/9708/5611/16فانینگ56/8330/73منطقهای-LN328/78 10 سالهدیکنکریگرفانینگمنطقهای-LN3HEC-HMSمشاهدهای19/8814/1614/79107/6716/87دیکن42/496/3590/3856/82کریگر25/3633/619/38فانینگ79/0147/46منطقهای-LN317/63 20 سالهدیکنکریگرفانینگمنطقهای-LN3HEC-HMSمشاهدهای21/8910/8118/3769/9517/72دیکن41/874/51117/5950/72کریگر26/3353/376/24فانینگ20/10822/44منطقهای-LN330/73 50 سالهدیکنکریگرفانینگمنطقهای-LN3HEC-HMSمشاهدهای20/0412/6322/2387/5812/23دیکن40/862/74134/6040/37کریگر30/9566/550/35فانینگ141/2044/32منطقهای-LN340/17 100 سالهدیکنکریگرفانینگمنطقهای-ln3HEC-HMSمشاهدهای16/2517/0602/2520/10610/00دیکن39/7746/1023/14631/35کریگر94/3516/176/03فانینگ175/0046/70منطقهای-LN346/65