بررسي فرآيندهاي انتقال و پخشيدگي هيدروديناميكي بر رواناب حوضه (مطالعه موردي: حوضه آبريز كامه در استان خراسان رضوي)

Effect of hydrodynamic dispersive and advective processes on watershed runoff (case study: Kameh wwatershed in Khorasan Razavi Province)

در گذشته هيدروگراف واحد لحظه اي ژيومورفولوژي به‌عنوان ابزاري براي توليد هيدروگراف سيل از بارندگي پيشنهاد شده بود. اما امروزه با كمك سيستم اطلاعات جغرافيايي از هيدروگراف توزيع مكاني كه شبيه هيدروگراف واحد ژيومورفولوژي است، استفاده مي شود. در اين تحقيق براساس مفهوم هيدروگراف واحد مكاني مدلي براي تخمين پاسخ حوضه بيان مي شود و تعيين مي شود كه چگونه اندازه حوضه و متغيرهاي مكاني هيدروديناميكي از قبيل سرعت موج و ضريب پخشيدگي به‌عنوان فرآيندهاي انتقال و پخشيدگي هيدروديناميكي بر رواناب حوضه موثرند. پارامتر w براي مقايسه كمي اين فرآيندها تعريف مي شود. شبيه سازي براساس اندازه هاي مختلف حوضه و توزيع مكاني مختلف پارامترهاي هيدروديناميكي صورت مي‌گيرد. نتايج نشان داد كه چنانچه ضرايب پخشيدگي هيدروديناميكي معادل صفر باشد، فقط مكانيزم ژيومورفولوژي حوضه حاكم خواهد بود. در اين‌صورت انتقال خالص صورت مي گيرد و شكل هيدروگراف بدون تغيير به پايين‌دست انتقال مي يابد و در اين‌حالت هيدروگراف رواناب مي تواند از منحني مدت- مساحت به‌دست آيد. چنانچه ضريب پخشيدگي افزايش يابد، شاخه نزولي هيدروگراف نرم‌تر شده و هيدروگراف به‌سمت چپ متمايل مي شود و دبي پيك هيدروگراف كاهش مي يابد.

In the past, Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) had been proposed as a tool to generation of flood hydrographs from storm rainfall data. Nowadays, Spatial Unit Hydrograph is used alternatively, with making use of Geographic Information Systems (GIS)., In this study, based on the concept of spatial unit hydrograph model for estimating the basin response is expressed and determined how the spatial size of the basin and hydrodynamic variables such as wave velocity and diffusion coefficient as advection and hydrodynamic processes affect the runoff basin. The parameter, W, was defined to quantify this important comparative. A series of simulations were performed for basins of different sizes and different spatial distributions of their hydrologic parameters. Result showed that if the hydrodynamic dispersion coefficient is null in all the cells, the flow is governed totally by the geomorphologic mechanisms and the value of W is equal to 1. In this case, a pure advection was done without changing the shape and hydrograph downstream spread and runoff hydrograph reflects the form of the time-area curve of the watershed and is characterized by high frequency oscillations. However, when hydrodynamic dispersion decrease, the hydrological response is influenced mainly by the hydrodynamic mechanisms and the value of the parameter W tends to zero. In this case, the hydrograph assumes a smoother form, presenting a well defined rising limb, peak value and falling limb.