ارزيابي روش هاي مختلف مدل سازي روابط مؤلفه هاي باران نگار و آب نگار واحد

Evaluation of Different Modeling Procedures in Unit Hydrograph-Hyetograph Relationship

تهيه و اجراي طرح هاي آب و خاك نيازمند مجموعه اي از اطلاعات مربوط به بارندگي و روان آب است. از طرفي آب نگارهاي واحد، مبناي مناسبي براي تهيه آب نگارهاي سيلاب و تامين اطلاعات جامع براي برنامه ريزان و مديران محسوب مي شوند. حال آن كه تهيه آن براي تمامي حوزه هاي آبخيز به سادگي امكان پذير نمي باشد. از اين رو مدل-سازي مناسب براي شبيه سازي آب نگار واحد با استفاده از داده هاي قابل دست رس باران و به شيوه هاي آماري قابل اعتماد از ضروريات است. حال آن كه اعتمادسنجي لازم براي روش هاي مختلف مدل سازي آماري در هيدرولوژي و هم چنين تهيه آب نگار واحد به ندرت صورت گرفته است. در همين راستا، تحقيق موجود درصدد مقايسه كارايي روش هاي مختلف مدل سازي تهيه ارتباط آب نگار واحد معرف 2 ساعته حوزه آبخيز كسيليان با زمان تمركز حدود 10 ساعت با استفاده از داده هاي بارندگي مي باشد. براي انجام تحقيق موجود، تحليل روابط بين 36 ويژگي باران نگار و آب نگار واحد براي 23 رگبار طي چهار فصل در يك دوره زماني 33 ساله به شكل هاي مختلف رگرسيون دو و چند متغيره مد نظر قرار گرفت. بر اساس نتايج به دست آمده ميانه خطاي تاييد مقادير حاصل براي كليه متغيرهاي وابسته آب نگار واحد 2 ساعته بين 37 تا 88 درصد برآورد شد. نتايج نشان داد كه در رگرسيون دو متغيره، مدل هاي درجه سوم و خطي و در رگرسيون چند متغيره، مدل هاي لگاريتمي بيشترين توانايي در تعيين ارتباط هيدروگراف واحد و مؤلفه هاي مختلف بارندگي در حوزه آبخيز مذكور را داشته اند. هم چنين دقت مدل هاي حاصل از تجزيه و تحليل عاملي در رگرسيون چند متغيره كاهش پيدا كرد. با توجه به آماره هاي ارزيابي مورد استفاده در اين تحقيق از بين دو روش پس رو و پيش رو در اكثر مواقع روش پس رو و در شاخص هاي زماني رابط بين آب نگار واحد و باران نگار روش پيش رو از نتايج بهتري برخوردار بوده است.

An extensive data collection on precipitation and runoff is required for development and implementation of soil and water projects. The unit hydrograph (UH) is an appropriate base for deriving flood hydrographs and therefore provides comprehensive information for planners and managers. However, UH derivation is not easy job for whole watersheds. The development of UH by using easily accessible rainfall data is then necessary. Besides that, the validity evaluation of different statistical modeling methods in hydrology and UH development has been rarely taken into account. Towards the attempt, the present study was planned to compare the efficiency of different modeling procedures in hydrograph and 2-h representative UH relationship in Kasilian watershed with concentration time of some 10h. The study took place by using 23 storm events occurred during four seasons within 33 years and applying two and multivariable regression models and 36 variables. According to the results, the median of estimated errors in estimation of 2-h UH dependent variables for verification stage varied from 37 to 88%. The results verified the better performance of cubic and linear bivariate models and logarithm-transformed data in multivariable model as well. The efficiency of multivariable models decreased when they were subjected to principle component analysis. The performance of backward method was frequently proved for estimation of dependent variables based on evaluation criteria, whereas the forward was found to be more efficient for time-dependent factors estimation.