تلفيق روش GIUH و مدل‌هاي اصلاح‌شده SCS-CN پارامتر متغير در برآورد رواناب روزانه حوضه آبريز (مطالعه موردي: حوضه آبريز كشكان، استان لرستان)

Integrating GIUH and Verified Variable-Parameter SCS-CN models for Estimation of daily Runoff of Watershed (Case Study: Kashkan Watershed, Lorestan Province)

در سال­هاي اخير مدل هيدروگراف واحد لحظه ­اي ژئومورفولوژي (GIUH) به منظور تخمين پاسخ حوضه آبريز به بارش مازاد مقبوليت گسترده­اي كسب كرده است. اين مدل بر اساس انتگرال پيچشي حاصلضرب بارش مؤثر در مؤلفه‌هاي هيدروگراف واحد لحظه ­اي (IUH) استوار است. در اين پژوهش با استفاده از خصوصيات مورفومتري حوضه آبريز كشكان، شبيه ­سازي بارش-رواناب در مقياس روزانه توسط مدل تلفيقي GIUH و چهار روش­ شماره منحني اصلاح‌شده (SCS-CN)، مقادير بارش مؤثر برآورد شده است. در مدل­هاي SCS-CN، تأثير تغييرات زماني پارامترهاي شماره منحني (CN) و نسبت تلفات اوليه (λ) بصورت تابعي از عمق بارش (P) نيز بررسي شده است. نتايج حاصل از مدل تلفيقي GIUH و مدل­هاي SCS-CN اصلاح‌شده در شبيه­سازي رواناب روزانه حوضه براي سه دوره نرمال، ترسالي و خشكسالي، در دو حالت پارامتر متغير و پارامتر ثابت، با استفاده از معيارهاي درصد خطاي مربوط به پيش­بيني دبي اوج (%)، زمان رسيدن به دبي اوج () و درصد خطاي حجم رواناب (%) ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه در نظر گرفتن تغييرات پارامترهاي CN و λ متناسب با عمق بارش در مدل SCS-CN، كارآيي بالاتري نسبت به فرم اصلي مدل (با فرض=0.2 λ) و همچنين در مقايسه با فرض ثابت بودن پارامترها دارد (در بهترين حالت . نتايج اين تحقيق لزوم استفاده از مدل­هاي اصلاح‌شده SCS-CN و همچنين در نظر گرفتن تغييرات زماني پارامترهاي روش SCS-CN ( و ) در محاسبه بارش مؤثر حوضه ­هاي آبريز بخصوص مواردي كه دست خوش تغييرات شديد كاربري اراضي و دخالت­هاي انساني مي­باشند، به عنوان ورودي مدل­هاي بارش-رواناب را نشان مي­دهد.

Recently, the Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) model has been widely employed for estimation of watershed response to rainfall. This model is based on the convolution integral of the effective rainfall by the ordinates of IUH product. In this study, the effective rainfall has been estimated using morphometric characteristics of Kashkan watershed, simulation of daily rainfall-runoff by GIUH model and four modified Soil Conservation Service-Curve Number (SCS-CN) models. The effect of temporal variations of and initial abstraction ratio () have been also investigated as a function of rainfall depth (P) in the SCS-CN models. The results of the proposed integrated models (GIUH and the modified SCS-CN models) were investigated using the percentages of errors correspond to; peak flow estimation (%), arrival time to the peak flow () and the runoff volume (%) for three periods of drought, normal, and wet for the fixed- and varied-parameter conditions. The results showed that the variations of CN and λ parameters proportion to the rainfall depth in SCS-CN model are more effective than the fixed-parametes of the SCS-CN model, . Additionally, the odified forms of SCS-CN models are more efficient that original form (i.e. keeping constant of equal to 0.2). The results of this study indicates the necessity of employing the modified forms of SCS-CN model and considering the temporal variations of CN and λ parameters for calculation of effective rainfall as an input parameter of rainfall-runoff models, especially in watersheds undergoing human impacts.