قابليت روش شماره منحني در برآورد رواناب در كشتزارهاي ديم در ناحيه اي نيمه خشك در شمال غربي ايران

Capability of the SCS-CN Method in Estimating Runoff in Dry-Farming Lands of aSemi-Arid Region in the North West of Iran

روش شماره منحني رواناب (SCS-CN) به عنوان روشي تجربي به طور وسيعي براي برآورد رواناب مستقيم براي يك رخداد باران در حوزه هاي آبخيز كوچك كشاورزي استفاده مي شود. در اين روش مقدار نگهداشت اوليه (Ia) به حداكثر پتانسيل نگهداشت (S) كه به عنوان ثابت نسبت نگهداشت اوليه (?=Ia/S) بيان مي شود، برابر 2/0 است. اين ثابت (2/0)، فرضي غيرقابل اطمينان و نيازمند تصحيح است. اين پژوهش به منظور ارزيابي توانايي روش شماره منحني در برآورد رواناب و تعيين نسبت نگهداشت اوليه بر اساس تجزيه رخدادهاي باران-رواناب انجام گرفت. داده هاي باران از ايستگاه بارن نگاري و داده هاي رواناب از اندازه گيري رواناب در 36 ديمزار در شهرستان هشترود در شمال غربي ايران طي دوره دو ساله از 1384-1386 به دست آمد. تجزيه 41 رخداد باران- رواناب نشان داد كه توليد رواناب رابطه خطي معني دار با ارتفاع بارندگي (68/0=2R ،001/0 > P) دارد. از 41 رخداد بارندگي، تنها 13 رخداد داراي ارتفاع بارندگي (P) بزرگتر از نگهداشت اوليه (S2/0Ia=) بودند و در نتيجه بر اساس روش شماره منحني، توان توليد رواناب داشتند. ميانگين مقدار رواناب مشاهده اي در منطقه در 41 رخداد 988/2 برابر بزرگتر از مقدار برآوردي بود. همبستگي بين مقدار رواناب برآوردي و اندازه گيري شده پايين (21/0=2R) بود. ضريب كارآيي مدل SCS-CN، (E) در 36 زمين پايين و به طور ميانگين 032/8- بود. به طور كلي نتايج نشان مي دهد كه روش SCS-CN به دليل در نظر گرفتن نسبت نگهداشت اوليه بالا (2/0 ?=) داراي دقت پاييني در برآورد رواناب در رخدادهاي باران در منطقه است. تجزيه داده ها نشان داد كه نسبت نگهداشت اوليه برابر با 02/0، برآورد رواناب در منطقه را مي تواند تصحيح كند. با اعمال اين ثابت (02/0?=) همبستگي بين رواناب برآوردي و مشاهده اي افزايش (53/0=2R) و ضريب كارآيي مدل بهبود يافت (194/0- = E).

The SCS-CN method as a traditional method is widely used for the estimation of direct runoff for a given rainfall event from small agricultural watersheds. In this method, the ratio of initial abstraction (Ia) to maximum potential retention (S) that is defined as initial abstraction ratio (?=Ia/S) is equal to 0.2. This constant (?=0.2) is the most ambiguous assumption and requires considerable refinement. The objectives of this study were assessment of capability of the SCS-CN method in estimating runoff, and determine the initial abstraction ratio, by analyzing measured rainfall-runoff events. Rainfall data was taken from a recording rain gauge and runoff data obtained from measurement of runoff volume in 36 dry-farming lands in the Hashtrood, northwestern Iran in a two-year period from March 2004 to March 2007. The analysis of 41 rainfall-runoff events data indicated that runoff generation is linearly (R2=0.68, P < 0.001) related to rainfall height. Out of 41 rainfall events only 13 events have a rainfall height value bigger than the initial abstraction value and so based on the SCS-CN method they had a potential to generate runoff. Average observed runoff values in 41 events were 2.988 times higher than the estimated runoff values in the study area. The correlation between the observed and estimated runoff was low (R2= 0.21). The efficiency coefficient (E) of the SCS-CN model in 36 study lands was low, with an average of -8.032. The results revealed that the SCS-CN method has a low accuracy in estimating runoff in the study area due to considering a high initial abstraction ratio value (Ia/S= 0.2). Data analysis showed that an initial abstraction ratio of 0.02 can modify the runoff estimation of the SCS-CN method in the study area. With using of this constant (?=0.02), the correlation between the observed and estimated runoff values increased to 0.53 and also the model efficiency coefficient (E) improved to -0.194.