مقايسۀ سه روش مختلف برآورد تلفات بارش در مدل HEC-HMS در شبيه‌سازي رواناب‌ (مطالعۀ موردي: حوضۀ قره‌سو در كرمانشاه)

Comparison of the Three Different Abstraction Estimation Methods of Rainfall in HEC-HMS Model in Runoff Simulation (Case study: Kermanshah Gharasoo watershed)

مدل سازي بارش- رواناب يكي از راه حلهاي كليدي در هيدرولوژي براي دستيابي به خصوصيات سيلاب، مانند ميزان دبي اوج و زمان رسيدن به اوج به شمار مي رود. يكي از مشكلات اساسي در اجراي HEC-HMS در ايران و ساير كشورهاي جهان، كه اساساً مدل در آن توسعه داده نشده، انتخاب مناسبترين روش براي تخمين مقدار نفوذ است. در اين پژوهش، عملكرد مدل HEC-HMS با استفاده از سه روش مختلف تخمين شامل نفوذ شمارۀ منحني (CN)، گرين- آمپت و اوليه- ثابت در پيش بيني حجم رواناب، جريان اوج و زمان رسيدن به اوج سيلاب ارزيابي شد، و آب نمود رخدادهاي بارش- رواناب در حوضۀ قره سو واقع در استان كرمانشاه شبيه سازي شد. هشت رخداد بارش- رواناب، توسط مدل HEC-HMS شبيه سازي شد و با رخدادهاي نظير مشاهداتي مقايسه شد. نتايج نشان داد روش شمارۀ منحني در پيش بيني حجم رواناب (پس از واسنجي) دقت قابل قبولي (0/84=R2، 0/81=E و 0/06=CRM) دارد. با اينحال، روش اوليه- ثابت، ميزان دبي اوج را با دقت زيادي (0/96=R2، 90/95=E و 0/01=CRM) برآورد كرد. همچنين، شكل آب نمودهاي واسنجي‌شده، بسيار شبيه به آب نمودهاي مشاهداتي در روش هاي شمارۀ منحني و اوليه- ثابت بود. با اينحال، به‌كارگيري روش گرين- آمپت اعتمادپذيري كمي را در برآورد حجم رواناب كل و دبي اوج از خود نشان ميدهد. دقت مدل در برآورد زمان اوج سيلاب هاي مدل سازي‌شده، با مقايسۀ مقادير مشاهداتي و شبيه سازي‌شده توسط روش هاي منتخب ارزيابي شد كه نتايج ارزيابي زمان اوج سيلاب، بيشترين اطمينان پذيري را در روش شمارۀ منحني (6/36 درصد) نشان ميدهند.

Rainfall-runoff modeling is one of the key items that considered in hydrology to achieve flood characteristics. In this study, HEC-HMS model performance was evaluated using the SCS-CN, Green-Ampt and Initial and Constant infiltration methods in predicting runoff volume, peak flow and time to peak, in simulation of rainfall- runoff hydrograph at Gharasoo watershed, located in Kermanshah province. Eight rainfall–runoff events were simulated by HEC-HMS model and compared with the corresponding observations events. Results shown a well accuracy in predicting runoff volume (R2=0.84, E=0.81 and CRM=0.06) was achieved using the SCS-CN method (after calibration). However, Peak flow was better estimated using the Initial and Constant method (R2=0.96, E=0.95 and CRM=0.01). Furthermore, shape of the calibrated hydrographs were very similar to the observations hydrographs for both SCS-CN and Initial and Constant methods. However, adopting the Green-Ampt method, showed low reliability in total runoff volume and peak flow estimating. Model accuracy in estimates of modeled the time to floods peak, were evaluated by comparing observed and simulated values through the selected approaches, so that the results of time to floods peak showed the highest reliability in SCS-CN method (6.36%).