مقايسه ي كارآيي مدل زمان-سطح و آبنمود واحد لحظه‏اي كلارك در بازسازي آبنمودهاي سيل حوضه ي‏ آبخيز كسيليان

Comparison of Time-area and Clark Instantaneous Unit Hydrograph Models Efficiency to Reconstruct Flood Hydrographs at Kasilian Watershed

تخمين رواناب در حوضه هاي آبخيز فاقد آمار همواره مورد توجه محققان و سازمان هاي مرتبط در مطالعه ي بسياري از پروژه ها بوده است. پژوهش حاضر با هدف بررسي دقت و كارآيي مدل هاي زمان-سطح و آبنمود واحد لحظه اي كلارك در تخمين آبنمود خروجي حوضه هاي فاقد آمار صورت گرفته است. محل مطالعه ي حو ضه ي آبخيز كسيليان انتخاب گرديد. ابتدا با استفاده از نقشه ي توپوگرافي منطقه ي مورد مطالعه و نرم افزار ArcGIS نمودار زمان-سطح تهيه گرديد. سپس با استفاده از داده‌هاي باران نگار و انتخاب رگبار مناسب، آبنمود سيل مربوط به هر رگبار با كمك مدل زمان-سطح به دست آمد و نتايج با آبنمودهاي ثبت شده ي مربوطه در خروجي حوضه مقايسه شد. سپس با اعمال ضريب ذخيره، آبنمود واحد لحظه اي كلارك به منظور بازسازي آبنمود واحد مشاهده اي در خروجي حوضه ي آبخيز كسيليان به‌ دست آمد. محاسبه ي ضريب ذخيره با استفاده از روش هاي ترسيمي، كلارك، لينزلي، ميشل، جانستن و كراس، ايتن، هويت و لانگبين، ناش، كارتر، مورگان و جانسن و بل انجام گرفت. در نهايت براي مقايسه ي نتايج به دست آمده از شاخص هاي جذر ميانگين مربعات خطا، ميزان انحراف از دبي اوج، ضريب كارآيي و خطاي نسبي دبي اوج، زمان تا اوج و زمان پايه استفاده گرديد. نتايج نشان داد روش ترسيمي در محاسبه ي ضريب ذخيره از دقت بالاتري برخوردار است و مدل كلارك نيز نتايج بهتري نسبت به مدل زمان-سطح ارايه كرد كه نشان‌دهنده ي اثر ضريب ذخيره در رونديابي سيلاب در حوضه ي آبخيز جنگلي كسيليان مي باشد. لذا مي توان از اين روش براي محاسبه ي آبنمود ناشي از رگبار در حوضه هاي بدون آمار استفاده كرد.

Estimation of runoff in ungauged catchments has been an important subject for experts in planning of various projects. Focus of this study was on comparison and evaluation of Clark’s model and time- area method in predicting output hydrograph in watersheds with lack of basic data. To this end, the time-area histogram was drawn by ArcGIS and the topographic map. Then, using rain gauge data and time-area method, the output hydrograph was estimated. In the next step, the obtained results were compared with the observed output hydrograph. Afterwards the Clark instantaneous unit hydrograph was also estimated using storage coefficient in order to simulate the unit hydrograph in Kasilian watershed. The storage coefficient was estimated using graphical, Clark, Linsley, Mitchell, Johnstone-Cross, Eaton, Hoyt-Langbein, Nash, Carter, Morgan-Johnson and Bell methods. Results were compared using quantitative statistics of root mean square of error, bias in peak discharge, coefficient of efficiency, and relative errors in peak discharge, time to peak and base time. The comparison of results showed that graphical method has had the highest accuracy in estimation of storage coefficient. Also The comparison of results showed that the Clark’s model had a good efficiency rather than time-area method and this showed effect of storage coefficient in flood routing in Kasilian watershed. So this method can be used with more accuracy to estimate output hydrograph in watershed with lack of basic data.