واسنجي روش هاي استخراج رابطه دبي-اشل در ايستگاه هاي هيدرومتري حوضه رودخانه قره سو

Calibration of Methods to Estimating Stage - Discharge Relation in Hydrometry Stations in the Qarasu River Basin

در ايستگاه‌هاي هيدرومتري به‌دليل مشكل اندازه‌گيري دبي در شرايط وقوع سيلاب، رابطه دبي‌ـ‌اشل از داده‌هاي اندازه‌گيري‌شده مربوط به شرايط غيرسيلابي استخراج و براي شرايط سيلابي برون‌يابي مي‌شود. استفاده از رابطه دبي‌-‌اشل برون‌يابي شده براي محاسبه سيلاب ممكن است مقادير كمتر يا بيشتري را تخمين بزند. علت اين است كه در شرايط سيلابي ممكن است نوع فرم بستر تشكيل‌شده تغيير يابد و باعث تغيير مقاومت در برابر جريان گردد. بنابراين به‌منظور پيش‌بيني بهتر رابطه دبي‌-‌اشل لازم است از روابطي استفاده شود كه در آنها مقاومت فرم بستر در نظر گرفته شود. در اين تحقيق تلاش شده‌است بهترين روش براي توسعه رابطه دبي‌-‌اشل ارايه شود. به اين منظور از روش‌هاي انيشتين‌-‌بارباروسا، شن، وايت، انگلوند، براونلي و وان‌راين براي تكميل قسمت انتهايي رابطه دبي‌-‌اشل حاصل از اندازه‌گيري در ايستگاه‌هاي هيدرومتري واقع بر حوضه قره‌سو شامل ايستگاه‌هاي قورباغستان، دوآب‌مرگ، خرس‌آباد، حسين‌آباد و سرآسياب استفاده گرديد. پس از برداشت داده‌هاي مورد‌نياز شامل مقاطع عرضي، دبي اندازه‌گيري‌شده و اشل متناظر با آن در ايستگاه‌هاي موجود و محاسبه دبي و اشل متناظر توسط روش‌هاي مذكور در سال‌هاي مورد بررسي، مقايسه‌هاي آماري بين دبي‌هاي محاسباتي و اندازه‌گيري شده متناظر انجام گرديد. نتايج نشان داد كه شيب خط رگرسيوني بين مقادير دبي اندازه‌گيري شده و محاسبه شده توسط روش انيشتين‌-‌بارباروسا در ايستگاه‌هاي قورباغستان و حسين آباد به‌ترتيب برابر با 029/1 و 182/1 است و توسط روش شن در ايستگاه‌هاي دوآب‌مرگ، خرس‌آباد و سرآسياب به‌ترتيب برابر با 08/1، 054/1 و 926/0 است. در‌حالي‌كه براي ساير روش‌ها مقدارشيب خط رگرسيوني بسيار بيشتر از يك است. هم‌چنين ميانگين خطا و مجذورمربعات خطا در روش‌هاي مناسب مذكور بسيار كمتر از ساير روش‌ها مي‌باشد. در ايستگاه‌هايي با مواد بستر درشت دانه غالباً روش انيشتين‌-‌بارباروسا و در ايستگاه‌هايي بامواد بستر ريز‌دانه روش شن نسبت به ساير روش‌ها به ازاي يك اشل ثابت، مقدار دبي جريان را نزديك به دبي اندازه‌گيري پيش‌بيني مي‌كند.

Since measuring the flow discharge is difficult during a flood event in a hydrometry station, the estimated Stage–discharge relationship of non-flood conditions is extrapolated for flood conditions. Hence the results might show underestimated values. Indeed during the flood bed form is developed and flow resistance changes. In order to establish a more accurate stage–discharge relation, it is important to apply a method which considers (or takes into account) the bed form resistance. This research tries to determine the best method for developing such relationship in hydrometry stations located on the Qarasu river basin such as: Ghorbaghestan, Doabmereg, Khersabad, Hosseinabad and Sarasiab. To reach this aim, the required data (e.g. river cross section, bed material gradation) were measured for these hydrometry stations and methods of Einstein–Barbarossa, Shen, White, Engelund, Brownlie and VanRijn are used to obtain the stage–discharge relationship. A computer program was developed to estimate stage-discharge relation based on afore mentioned methods. Different statistical tests were accomplished to compare estimated and observed discharges. The results in Ghorbaghestan and Hosseinabad stations showed that the regression slope between the measures and calculated values by the Einstein–Barbarossa’s method respectively 1.029 and 1.182. by using Shen’s method in Doabmereg, Khersabad and Sarasiab stations respectively 1.08, 1.054 and 0.926 While regression slope in other methods is greater than 1, also AME and RMSE is much less than other methods on the appropriate methods. In hydrometry stations with coarse bed material Einstein–Barbarossa’s method is more convenient to estimate stage-discharge relation in comparison with other methods. Also for hydrometry stations with fine-grained bed material Shen’s method was found a reasonable method to estimate stage-discharge relation.