مقايسه روش‌هاي مختلف برآورد دبي بيشينه سيلاب در حوزه آبخيز كوشك‌آباد، خراسان رضوي

Comparison of different methods of peak flood discharge estimation in Khorasan Razavi province

برآورد سيل با دوره بازگشت معين، براي طراحي سازه­هاي هيدروليكي، تثبيت سواحل رودخانه، پروژه­هاي آبخيزداري و پهنه­بندي سيل يكي از عناصر مهم محسوب مي­شود. حوزه آبخيز كوشك­آباد يكي از زيرحوضه­هاي اصلي حوضه كشف‌رود در شمال شرق ايران، با مساحت 87.45 كيلومترمربع در 11 كيلومتري مشهد، به‌لحاظ داشتن شرايط خاص اقليمي و توپوگرافي همواره در معرض وقوع سيلاب­هاي مخرب و خسارت­هاي ناشي از آن است. در اين تحقيق، براي برآورد دبي بيشينه سيلاب حوضه از سه روش مدل هيدرولوژيكي بارش–رواناب HEC-HMS، تحليل فراواني سيلاب و معادله­هاي تجربي كريگر، ديكن و فانينگ استفاده شده است. روش درصد خطاي نسبي دبي پيك سيل نيز، براي مقايسه برآوردي دبي بيشينه سيل مربوط به‌روش­هاي مزبور به­كارگرفته شده است. در روش تحليل فراواني سيلاب به‌دليل اين‌كه ايستگاه­هاي هيدرومتري منطقه (حوضه كشف­رود)، فاصله زيادي از نظر مكاني با حوضه مورد مطالعه داشته، بعضاً داراي شرايط اقليمي و توپوگرافي متفاوتي با حوضه مورد تحقيق هستند. اين روش تفاوت قابل توجهي در برآورد دبي بيشينه سيل حوضه كوشك­آباد در مقايسه با دو روش ديگر داشته، بدين منظور قابل استناد نيست. در شبيه‌­سازي بارش–رواناب با HEC-HMS پس از تهيه اطلاعات مورد نياز، براي تهيه هيدروگراف سيل، از روش سازمان حفاظت خاك آمريكا (SCS) در تبديل رابطه بارش–رواناب در سطح حوضه، و نيز رونديابي آبراهه­هاي اصلي به‌روش ماسكينگام به­منظور استخراج هيدروگراف سيل خروجي حوضه استفاده شد. واسنجي لازم براي پارامتر تلفات اوليه صورت گرفته، با توجه به نتايج واسنجي مدل مزبور در حوضه مورد مطالعه، براي برآورد دبي بيشينه سيل قابل استناد است. هم­چنين نتايج برآوردي معادله­هاي تجربي به­كارگرفته شده نيز به­دليل كاليبره شدن با شرايط منطقه، قابل استناد با مدل هيدرولوژيكي HEC-HMS براي حوضه مورد مطالعه است.

Flood estimation with certain frequency is one of the fundamental factors for designing hydraulic structures, floodplain planning, river coastal stabling, and watershed management. The Kushkabad watershed is one of the main sub-basins of Kashafroud basin located in the north-east of Iran, with an area of 87.45 km2, and 11 kilometers far from Mashhad, which has always been facing severe damages due to flash floods in special climates and topography. In this research, HEC-HMS, flood frequency analysis, Creager, Dicken and Fanning rainfall-runoff hydrological empirical methods were compared. The statistical index of relative percent error was used for comparison of different methods. The results showed that HEC-HMS model has little difference with observed data, and empirical methods have a reliable approach with HEC-HMS model. On the other hand, regional flood frequency analysis has more significant difference with reality.