Estimating IDF based on daily precipitation using temporal scale model

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

راضی خلف ¹ ( گروه آبخیزداری، دانشگاه صنعتی، اصفهان، ایران. )
سعید سلطانی ² ( گروه آبخیزداری، دانشگاه صنعتی، اصفهان، ایران. )

تاریخ دریافت : 1393/05/06 تاریخ پذیرش : 1393/08/24 تاریخ انتشار : 1393/07/09

کلید واژه: منحنی IDF, رگبار طرح, نمایه مقیاس و مدل مقیاس,

چکیده مقاله :

The intensity –duration –frequency (IDF) curves play most important role in watershed management, flood control and hydraulic design of structures. Conventional method for calculating the IDF curves needs hourly rainfall data in different durations which is not extensively available in many regions. Instead 24-hour precipitation statistics were measured in most rain-gauge stations. In this study, scaling properties of extreme rainfall are examined to derive scaling IDF curves over different durations. This new method in comparison with traditional method is less computational steps and has lower parameters numbers which causes increasing in reliability of IDF curves. Scaling method was used to extract the IDF curves in Ahwaz rain-gauge station and results proved the efficiency and robustness of the scaling method. The accuracy of scale model method for Determining precipitation intensity, with Duration 30 to 180 minuts in Ahwaz station, is quite acceptable and maximum error is about 11.5%.

چکیده انگلیسی:

یکی از ابزارهای مهم در طراحی سازه های هیدرولیکی، مطالعات کنترل سیلاب و آبخیزداری رگبار طرح می باشد که از روی منحنی های شدت- مدت - فراوانی (IDF) بارش برای دوام و دوره ی بازگشت معین استخراج می شود. در روش متداول محاسبه ی منحنی های IDF باید بارش به ازای دوام های مختلف ثبت شده باشد تا استخراج این منحنی ها میسر گردد. این اطلاعات در ایستگاه های مجهز به باران سنج ثبات قابل دستیابی است. در بسیاری از مناطق تنها آمار بارش های روزانه موجود است که از روی این آمارها استخراج منحنی های IDF  به روش های متداول ممکن نمی باشد.. در این مقاله از خصوصیات مقیاس زمانی بارش استفاده شده و از روی بارش های روزانه (24 ساعته) ، منحنی های IDF برای دوام های کوتاه مدت ساخته می شود .روش بکار برده شده نسبت به روش های متداول دارای مراحل محاسباتی کمتری بوده و تعداد پارامترهای آن بمراتب کمتر می باشد که این باعث بالا رفتن اعتمادپذیری می شود. به منظورارزیابی این روش ، بطور موردی برای ایستگاه اهواز،  IDF بدست آمده از این روش با IDF  استخراج شده از رگبارهای ثبت شده مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج نشان دهنده بالا بودن دقت این روش می باشد. دقت روش مدل مقیاس در ایستگاه اهواز در تعیین شدت بارش هایی با تداوم های 30 تا 180 دقیقه ای قابل قبول بوده و حداکثر میزان خطای آن  5/11 درصد است.

منابع و مأخذ:

قهرمان، ب. و آبخضر، ح. ر.(1383). اصلاح روابط شدت-مدت-فراوانی بارندگی در ایران. علوم و فنون کشاورزی و منابعطبیعی، سال هشتم، شماره دوم.

نوری قیدار م. ح. (1388). استخراج منحنیIDF برای دوام های کوتاه مدت از داده های روزانه با استفاده از مشخصات مقیاس  زمانی بارش. مجموعه  مقالات پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری (مدیریت پایدار بلایای طبیعی) .دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

Baghirathan , V. R. and Shaw, E. M. (1978). Rainfall depth – duration - frequency studies fo SriLananka, Journal of Hydrology, 37(3), pp: 223-239.

Bell, F.C. (1969). Generalized rainfall duration frequency relationships. Journal of Hydraulic Div.,ASCE, 95(1), pp:311-327

Burlando P. and R. Rosso. (1996). Scaling and multiscaling models of depth – duration –  frequency curves   for  storm precipitation . Journal of Hydrology, 187, pp: 45-65

Chen,C.L.(1983). rainfall intensity-duration-frequency formulas ,J.Hydraul.Eng.,ASCE 109(12), pp:1606-1621.

Chow, V.T. (1964). Handbook of Applied Hydrology, McGraw-Hill, New York, pp: 1-1450

Diaconis,P. and B. Efron. (1983). Computer intensive methods in statistics, Scientific  America, 5, 248, pp:116-130.

Ferreri, G. B. and Ferro, V. (1990). Short duration rainfalls in Sicily, Journal of Hydraulics Engineering , ASCE, 116(3), pp: 430-435.

Hershfield, D. M.(1961). Rainfall frequency atlas of the United States,Technical paper.40,U.S. Weather Bureau Washington,D.C.

Kothyari, U. C. and Grade, R. J. (1992) Rainfall intensity – duration – frequency formuls for   India, J.Hydr.Engrg., ASCE, 118(2), pp: 323-336

Koutsoyiannis, D., Manetas, A. (1998). A mathematical framework for studying rainfall   intensity – duration –frequency relationships, Journal of Hydrology, 206, pp: 118-135

Menabde M., A. Seed and G. Pegram. (1999). A simple scaling model for extreme rainfall. Water  Resources   Research, Vol. 35, No.1, pp:335-339

Neimczynowicz, J. (1982) Areal  intensity – duration - frequency curves for short term rainfal events, Nordic Hydrology, Vol.13(4), pp: 193-204.

Nhat, L. M.,Tachikawa, Y. and Takaka, K. (2006a). Establishment of IDF relationships for  monsoon areas, Annual of Disas. Prev. Rrev. Inst., Kyoto University, No. 49B, pp: 93-103.

Poo Sshan Yu, T. C. Yang and C.S. Lin. (2004). “ Regional rainfall intensity formulas based on scaling      property  of rainfall”, Journal of Hydrology, 295(1-7), pp:108-123.

Raudkivi, A. J. (1979). An advance  introduction  to  Hydrological Processes and Modelling , Oxford  Pergamon Press, N. York, N.Y.