حفاظت منابع آب و خاک (علمی - پژوهشی)
,
شماره50,سال
13
,
تابستان
1402
زمینه و هدف: بارشهای سنگین و پیاپی در ابتدای سال 1398 به بروز سیلابهای شدید در بخشهای وسیعی از کشور به ویژه در حوضه کرخه منجر شد که با خسارتهای بسیاری همراه بود. میانگین بارش در حوضه سد کرخه در رویداد بارش 4 تا 7 فروردین 1398 در حدود 87 میلی متر و در رویداد بارش 11 چکیده کامل
زمینه و هدف: بارشهای سنگین و پیاپی در ابتدای سال 1398 به بروز سیلابهای شدید در بخشهای وسیعی از کشور به ویژه در حوضه کرخه منجر شد که با خسارتهای بسیاری همراه بود. میانگین بارش در حوضه سد کرخه در رویداد بارش 4 تا 7 فروردین 1398 در حدود 87 میلی متر و در رویداد بارش 11 تا 17 فروردین ماه 1398 نزدیک به 108 میلی متر گزارش شده است. در مدیریت سیلاب توسط مخزن، برآورد دبی پیک و هیدروگراف سیل به منظور پیشبینی رفتار هیدرولوژیک حوضه اجتنابناپذیر است. مدلهای بارش- رواناب که برای شبیهسازی هیدروگراف سیلاب به کار برده میشوند یکی از روشهای برآورد رواناب و ابزار مناسبی برای بررسی و ارزیابی فرایندهای هیدرولوژیک، منابع آب و مدیریت سیلاب به شمار میروند.روش پژوهش: از آنجاییکه برآورد دبی پیک و هیدروگراف سیل به منظور پیشبینی رفتار هیدرولوژیک حوضه و اخذ تدابیر لازم برای کاهش خطر سیلاب از اهمیت زیادی برخوردار است؛ در این پژوهش، ضمن استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) از مدل HEC-HMS برای شبیهسازی فرایند بارش رواناب رویدادهای بارشی دوره زمانی 1386 تا 1398 در حوضه آبریز کرخه استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از توانمندی مدل HEC-HMS و دادههای ایستگاههای هیدرومتری و آب و هواشناسی پراکنده در سطح حوضه به برآورد حجم و دبی پیک سیلابها در دوره زمانی یاد شده اقدام گردید. به دلیل شروع آبگیری سد سیمره در حوضه مذکور از سال 1392، دو مدل حوضه مجزا توسعه داده شده و برای اجرای مدل، 11رویداد سیلاب استخراج و سپس پارامترهای مدل براساس 6 هیدروگراف مشاهداتی واسنجی و براساس 5 هیدروگراف دیگر ارزیابی شد. در فرایند ساخت مدل حوضه از روش شماره منحنی SCS برای محاسبه تلفات رواناب حوضه و تبدیل بارش به رواناب، از روش هیدروگراف واحد کلارک و روش جریان بازگشتی برای محاسبه جریان پایه، از روش ماسکینگام برای روندیابی هیدرولوژیک و از روش میانگین وزنی برای تحلیل مکانی دادههای بارندگی استفاده شد.یافتهها: مقایسه نتایج اولیه شبیهسازی مدل یاد شده با مقادیر مشاهداتی در خروجی حوضه و برخی از ایستگاههای هیدرومتری منتخب حوضه (9 زیرحوضه) مذکور نشان داد که مدل هیدروگراف جریان را بیشتر برآورد میکند. از این رو، با استفاده از تابع هدف مجموع مجذور باقی مانده، پارامترهای حوضه (CN، زمان تمرکز، ضریب ذخیره، جذب اولیه و ثابت بازگشتی) مورد واسنجی قرار گرفتند. پس از واسنجی پارامترها، نتایج حاکی از انطباق مناسب هیدروگرافهای محاسباتی با مشاهداتی در سدهای کرخه و سیمره و برخی از ایستگاههای منتخب بودند؛ اما در برخی از نقاط مد نظر هیدروگرافهای محاسباتی کمتر برآورد شدند. در ادامه، برای بررسی صحت و تایید نتایج، مدل به کمک 5 واقعه بارش جدید اعتبارسنجی شد. همچنین برای ارزیابی کارایی مدل مورد استفاده در این مرحله از آمارههای ضریب همبستگی، ناش ساتکلیف و ضریب واریانس شبیهسازی شده استفاده شد.نتایج: مقایسه نتایج مدل با مقادیر مشاهداتی سیلاب (دبی اوج) با استفاده از ضریب همبستگی (R2) نشان داد که برای زیر حوضههای 5، 2، 7 و 1 تطابق نسبتا خوبی برقرار است (به ترتیب، 92/0، 73/0، 73/0 و 70/0). همچنین، مقادیر شاخص کارایی مدل در مرحله اعتبارسنجی برای شاخصهای ناش- ساتکلیف (99/0- 33/0) و ضریب واریانس شبیهسازی (73/0-0) برای نقاط منتخب زیرحوضههای 9، 6، 5، 1 و 8 مطلوب بوده و مدل HEC-HMS به طور نسبی میتواند برآورد قابل پذیرشی از هیدروگراف سیلاب ارایه دهد و از این رو میتوان نحوه شکل گیری رویدادهای سیلابی حوضه آبریز کرخه را به خوبی تحلیل نمود. همچنین، تحلیل حساسیت پارامترهای مدل نشان داد که پارامتر شماره منحنی(CN) نسبت به سایر پارامترهای حوضه تاثیر بیشتری بر تغییرات تابع هدف دارند.
پرونده مقاله
سکوی نشر دانش
سند یا سکوی نشر دانش ،سامانه ای جهت مدیریت حوزه علمی و پژوهشی نشریات دانشگاه آزاد می باشد