شبيه‌سازي هيدروگراف جريان با استفاده از مدل مخزن خطي ناش در آبخيز جعفرآباد استان گلستان

ProvinceSimulation of Direct Run-off Hydrograph Using Nashʹʹs Linear Reservoir Model inJafar-Abad Watershed, Golestan

برآورد واكنش رواناب در حوزه‌هاي فاقد آمار همواره مورد توجه هيدرولوژيست‌ها و سازمان‌هاي مديريت منابع ‌آب در برنامه‌ريزي، توسعه و اجراي بسياري از پروژه‌ها بوده است. اين پژوهش با هدف كاربرد مدل آبشاري ناش در پيش‌بيني شكل، ابعاد و روند هيدروگراف سيل در آبخيز جنگلي جعفرآباد استان گلستان با مساحتي در حدود 109 كيلومترمربع، انجام شده ‌است. پس از تهيه ي آمار دبي و بارش ساعتي ايستگاه هاي منطقه، با استفاده از روش گشتاور مقادير و مدل ناش در 33 رويداد واقعي رگبار و سيل متناظر تعيين شد. با در نظر گرفتن ميانگين پارامترهاي واسنجي‌‌شده، نتايج مدل ناش براي چهار رويداد ديگر اعتبارسنجي شد. جهت ارزيابي نتايج از معيارهاي آماري استفاده گرديد. مقايسه ي هيدروگراف‌هاي شبيه‌سازي شده و معيار ارزيابي نش- ساتكليف، به ميزان ميانگين 70 درصد نشان از تطابق مناسب نتايج مدل با داده‌هاي ثبت‌شده است. همچنين درصد خطاي نسبي در دبي پيك، درصد خطاي نسبي در زمان تا اوج و خطاي برآورد حجم جريان به ترتيب برابر 7/10، 25/10 و 7/25 درصد بوده‌ است و نيز ميانگين مجموع مربعات باقيمانده‌ها 94/3 مي‌باشد. بر اساس نتايج پژوهش، دقت روش گشتاور در برآورد پارامترهاي و از داده‌هاي بارش و رواناب شايان توجه است. به منظور توسعه و كاربرد مدل ناش در آبخيز‌هاي فاقد آمار مشابه، برآورد منطقه‌اي پارامترهاي و در اين مدل هيدرولوژيك توصيه مي‌شود.

Estimation of runoff hydrograph from ungauged catchments has been an important subject of research for planning, development and operation of different water resources projects. In this study, Nashʹs linear reservoir model was applied to predict direct runoff hydrograph characteristics in Jafar-Abad watershed (109 km2) located in Golestan province. Using hourly hydro-meteorological data, the Nash model parameters (n and k) calculated by Moment method for 33 storm events. Then the mean value of n and k, were used for simulation of second subset of storm events as model validation. The efficiency of Nash model was evaluated by statistical comparison with the observed hydrographs. The results indicated that the model predicts direct runoff hydrographs with good accuracy, 70 % according to the Nash-Sutcliffe criterion. Also mean relative error of peak discharge, relative error of time to peak, model bias for water balance and RMSE are 10 %, 10 %, 25% and 3.94, respectively. The good agreement between observed and simulated hydrographs shows that n and k were calculated reasonably by Moment method. Results show that the Moment method in estimation of n and k parameters gives good results. So that regionalization of Nashʹs model parameters (n and k), in ungauged catchments is suggested for development and application of this hydrological model.