بخشی از مقاله
خلاصه
کارشناسان و متخصصان منابع آب همواره در پی آن بودهاند که بتوانند معادله بین مقادیر بارندگی و رواناب را در حوضههای آبخیز و در شرایط مختلف زمانی و مکانی بیابند. جهت برآورد سیلاب بهویژه در مناطق فاقد آمار میتوان از مدلهای هیدرولوژیکی بارش-رواناب استفاده کرد. هدف از این پژوهش محاسبهی دبی اوج، حجم رواناب و زمان تاخیر به کمک مدل HEC-HMS در رودخانه جامیشان واقع در ایستگاه آبسنجی پیرسلمان - دادههای مربوط به رگبار سال - 1986 است. مقدار RMSE و MAE نتایج شبیهسازی شده و مشاهدهای هیدروگراف سیل با استفاده از روش SCS بهترتیب 1/8 و 1/3 بهدست آمد که نشان داد این مدل توانایی لازم در برآورد پارامترهای مذکور را دارد.
مقدمه
تا امروز مدلهای بارش– رواناب فراوانی با قابلیتها و پیچیدگیهای متفاوتی جهت پیشبینی سیلاب ساخته و بهکار برده شدهاند. اطلاع از خصوصیاتی مانند حداکثر دبی سیل برای طراحی سازههای آبی، مانند سدها، سرریزها، پلها و زیرگذرها در جهت کاهش خسارات احتمالی و همچنین پیشبینی زمان رسیدن به دبی اوج در بازههای پایین دست در بحث هشدار سیل ضروری است.
بهادری خسرو شاهی - - 1370 در تحقیق خود در حوضه آبخیز رودخانه جاجرود با وسعت حدود 1774 کیلومتر مربع و تیپ کوهستانی نتیجه گرفته است که به کارگیری هیدروگراف واحد اشنایدر در تعیین سیلاب ها در مقایسه با SCS سایر موارد تجربی از هماهنگی مطلوبی برخوردار و قابل استفاده است. نماید. خالقی و همکاران - - 1389 کارایی روشهای هیدروگراف واحد لحظهای ژئومورفولوژی را در برآورد دبی اوج سیلاب در حوضه کسیلیان بررسی کردند. بر طبق نتایج این تحقیق روش ژئومورفولوژیک نسبت به روش های اشنایدر مثلثی، ،SCS از کارایی بالاتری برخوردار است.
. Rientjes و - 2006 - Maathuis برای تهیه و بررسی هیدروگراف واحد لحظهای ژئومورفولوژی در کشور ویتنام اقدام نمودند و به این نتیجه رسیدند که این روش نسبت به سایر روشهای مورد استفاده از کارایی بیشتری برخوردار است. Sarangi و همکاران - - 2008 با مقایسه روشهای ژئومورفولوژی و - CN - شماره منحنی در حوضههای فاقد آمار برای محاسبه هیدروگراف رواناب مستقیم دریافتند که در حوضههای آبخیز کوچک با خصوصیات ژئومورفولوژی مشابه، روش ژئومورفولوژی صحیح تر است.
Hashemyan و همکاران - - 2015 برای شبیهسازی سیل در حوضه خشکهرود استان فارس از ترکیب دو مدل GIS و HEC-RAS، HEC-HMS استفاده و مدل ها را با داده های بارش با دوره بازگشت 10، 20، 50 و 100 ساله ایستگاهها و باران سنج کالیبره کردند. ، نتایج نشان داد که استفاده از این مدلها به همراه نرمافزار GIS از کارایی بالایی برخوردار است. آن ها استفاده از این مدلها را برای برنامهریزی مناطق مسکونی و کشاورزی مناسب میدانند. کردهاند.
Golrang و همکاران - - 2013 با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS میزان تأثیر اقدامات مکانیکی اجرا شده در حوضه کوشکآباد روی زمان تمرکز را به مقدار کم تعیین کردند؛ بهگونهای که اقدامات بیولوژیکی را عامل کاهش شماره منحنی - CN - به مقدار 4/5 واحد و دبی حداکثر جریان و حجم جریان به مقدار 19 و 14 درصد معرفی کردند.
Asadi و - 2013 - Boustani با به کاربردن مدل HEC-HMS به صورت نیمه توزیعی، نتایج قابل قبولتری برای حجم وحداکثر رواناب شبیهسازی شده بهدست آوردند. Pakbaz و همکاران - - 2015 به بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر پاسخ هیدرولوژیکی حوضه چهلچای رود استان گلستان پرداختند. آن ها در تحقیق خود از مدل HEC-HMS استفاده کردند.
نتایج نشان داد که در طول سالهای 1351 تا 1388، 2537 هکتار از اراضی جنگلی تخریب و به اراضی کشاورزی تبدیل شده است. این تغییرات کاربری اراضی موجب افزایش بیش از %6 دبی اوج سیلاب، تشدید جاری شدن سیل، افزایش آلودگی مناطق ساحلی و کاهش جریان پایه رودخانه شد. هدف از این تحقیق بررسی کارایی مدل HEC-HMS در شبیه سازی هیدروگراف سیلاب همچنین تعیین ومقایسه مشخصات هیدروگراف سیل شامل دبی اوج، حجم رواناب و زمان تاخیر با استفاده از روش SCS در رودخانه جامیشان واقع در استان کرمانشاه میباشد.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه
ایستگاه هیدرومتری پیر سلمان جهت ثبت اطلاعات رودخانه جامیشان میباشدکه در شمالشرق استان کرمانشاه در شهرستان سنقرقرار گرفته است. وسعت حوضه آبریز منطقه 524 کیلومتر مربع و مشخصات جغرافیایی آن بین 47 درجه و 19 دقیقه تا 47 درجه و 57 دقیقه طول شرقی و 34 درجه و 44 دقیقه تا 35 درجه و 4 دقیقه عرض شمالی میباشد. رودخانه جامیشان از منابع عمده تامین آب رودخانه منتهی به سراب گزنهله خواهد بود.
مدل HEC-HMS برای شبیه سازی بارش- رواناب، حوضه آبخیز را با مؤلفههای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی نمایش میدهد. اجرای تمامی پروژ هها با ایجاد حداقل یک مدل حوضه، یک مدل هواشناسی و یک مشخصه کنترل امکان پذیر است. در مدل حوضه پس از معرفی المانهای هیدرولوژیکی، در هر زیرحوضه سه بخش تلفات، رواناب مستقیم و آب پایه تعیین گردید. بدین ترتیب برای محاسبه میزان تلفات و آب پایه به ترتیب از روش شماره منحنی و روش خشکیدگی یا فروکش استفاده شد. مقدار رواناب مستقیم نیز بر اساس روش SCS مورد ارزیابی قرار گرفت - گروه مهندسین ارتش امریکا، . - 2000
هیدروگراف واحدSCS
هیدروگراف واحدSCS بی بعد و تک اوجی می باشد. این هیدروگراف نسبت بین دبیهای هیدروگراف واحد در هر زمان و دبی هیدروگراف واحد، Up، در زمان رسیدن به اوج، Tp، نشان می دهد.
واسنجی، تحلیل خطا و ارزیابی مدل
در این تحقیق از اطلاعات حوضه آبخیز، بارندگی، سیلاب و تجزیه و تحلیل آنها استفاده شده است. بدین صورت که ابتدا هیدروگراف سیلاب مشاهده شده و هیتوگرافهای مولد آن انتخاب و دادههای آن ها از روی نمودار استخراج شد. جهت شبیهسازی رواناب پارامترهای مورد نیاز ورودی از جمله شماره منحنی، تلفات اولیه، زمان تأخیر و سایر پارامترها آماده شد،
