شبيه‌سازي هيدروگراف سيلاب رودخانه حوضه آتشگاه استان اردبيل با بهره‌گيري از الگوي بارش بهينه

Simulating flood hydrograph of Atashgah basin river of Ardabil province using optimized rainfall pattern

سابقه و هدف: تخمين رواناب در آبخيزهاي بدون آمار همواره مورد توجه هيدرولوژيست‌ها و سازمان‌هاي مديريت منابع در برنامه‌ريزي، توسعه و اجراي بسياري از پروژه‌ها بوده است. هدف از اين مطالعه شبيه‌سازي هيدروگراف سيلاب با استفاده از سيستم مدل‌سازي حوضه با بهره‌گيري از الگوي بارش براي منطقه مورد مطالعه مي‌باشد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش هفت الگوي توزيع زماني بارش (SCS، WMO، Huff1st، Huff2nd، Huff3rd، Huff4th و منطقه‌اي) به‌منظور شبيه سازي دبي حداكثر لحظه اي با مدل هاي بارش- رواناب SCS، CLARK و SNYDER در حوضه آتشگاه استان اردبيل ارزيابي گرديد. نقشه حداكثر بارش روزانه با مدل‌هاي درون‌يابي كريجينگ و كوكريجينگ جهاني هر دو با مدل برازش دايره‌اي، كروي، نمايي، گوسي و نرمال و همچنين روش عكس فاصله وزني، روش تابع شعاع محور، تخمينگر عام و تخمينگر موضعي درون‌يابي گرديد. يافته‌ها: روش كوكريجينگ جهاني با مدل برازش نرمال، با حداقل خطا نسبت به ساير روش‌ها مناسب‌ترين مدل براي درون‌يابي بارش روزانه انتخاب گرديد. الگوي توزيع زماني بارش 6 ساعته منطقه اي از 7 واقعه بارش با زمان تداوم 5/4-5/6 ساعت تهيه گرديد. براي حوضه متوسط شماره منحني 5/76 به‌دست آمد. نتايج بيانگر آن بود كه الگوي بارش Huff4th با داشتن حداكثر بارش در چارك چهارم داراي بيش‌ترين دبي مي‌باشد. نتيجه‌گيري: بررسي دبي شبيه‌سازي شده با الگوهاي متفاوت نشان داد در مدل بارش- رواناب SCS، الگوي بارش WMO و در مدل هاي SNYDER و CLARKالگوي Huff2nd نتايج مطوب‌تري را ارايه مي دهند. الگوي بارش WMO با مدل بارش- رواناب SCS با داشتن حداقل مقادير درصد خطاي نسبي و ريشه ميانگين مربعات خطا در برآورد حداكثر دبي لحظه‌اي به‌ترتيب برابر 7 درصد و 57/1 مترمكعب بر ثانيه، به‌عنوان مدل پيشنهادي براي حوضه آتشگاه انتخاب گرديد.

Background and Objective: Estimating runoff from ungauged catchments has been an important subject for experts in planning, development and operation of various water resources projects. The aim of this study is simulation of flood hydrograph using watershed modeling system and selecting suitable rainfall pattern of study area. Materials and Methods: In the present study, seven temporal rainfall distribution patterns (i.e. SCS, WMO, Huff 1st, Huff 2nd, Huff 3rd, Huff 4th and regional) were evaluated in order to simulate maximum flood flow using SCS, CLARK and SNYDER, runoff rainfall models in Atashgah basin of Ardabil province. Daily maximum rainfall map was obtained by Kriging and Cokriging interpolation models using circular, globular, exponential, gaussian and normal fitting models as well as reversed Weighted distance, function-radius-axis, general estimator and local estimator methods. Result: Universal cokriging model with normal method was selected as the best model. Temporal 6-h rainfall distribution pattern was obtained from 7 rainfall events with durations of 4.5-6.5 hours. The average of curve number was calculated to be 76.5 for the study area. the results obtained from the present study showed that Huff 4th rainfall pattern with the maximum rainfall in the 4th quarter simulate the highest flow. Conclusion: The simulated flow with different patterns indicated that in SCS model, WMO rainfall and in SNYDER and CLARK models, Huff 2nd pattern had the most realistic results compared to observed flow. SCS rainfall-runoff model using WMO rainfall pattern with minimum RE and RMSE equal to 7% and 1.57 m3/s respectively was selected as the best model for Atashgah basin.