ارزیابی و سنجش قابلیت مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژی در شبیه‌سازی هیدروگراف سیل حوضۀ آبریز رودخانۀ میناب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموحته دکتری ژئومورفولوژی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 استادیار مرکز تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

پیش‌بینی درست وقوع سیلاب به‌ویژه در مناطق خشک که با بی‌نظمی و شدت بیشتری همراه است، از اهمیت زیادی برخوردار است. کمبود ایستگاه‌های هیدرومتری در این مناطق از کشور ما در کنار مزیت مهم مدل هیدروگراف ژئومورفولوژی (GIUH)، که با کمترین داده‌های اطلاعاتی امکان شبیه‌سازی بارش-رواناب یک حوضه را فراهم می‌کند، محققان این پژوهش را بر آن داشت تا ارزیابی مدل مذکور را در حوضۀ آبریز سد استقلال میناب به‌عنوان هدف خود درنظر بگیرند. مقادیر کمّی هر یک از پارامترهای ژئومورفولوژیک مدل GIUH که مهم‌ترین آن‌ها نسبت انشعاب، نسبت طول و نسبت مساحت است، با بهره‌گیری از نقشۀ رقومی ارتفاع با مقیاس 30 متر و به کمک فناوری GIS و الحاقیه HECGeoHMS محاسبه شده‌اند. در رتبه‌بندی آبراهه‌ها نیز از روش استرالر به‌عنوان مبنا استفاده شد. مدل هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی در حوضۀ مورد بررسی با توجه به میانگین خطای محاسبه‌شده (معادل 22/17 درصد) برای دبی اوج 4 واقعه انتخاب‌شده، نتایج قابل‌قبولی داشته است؛ ولی در برآورد زمان وقوع دبی اوج مقدار خطا بیشتر بوده و در همۀ وقایع، زمان وقوع دبی اوج کمتر از زمان واقعی به دست آمده است. علاوه بر این، نتایج این مدل در حوضۀ مشابه مورد بررسی (آبنما) نیز با میانگین درصد خطای حدود 30 درصد در محاسبۀ دبی اوج نتایج قابل‌قبولی ارائه داد؛ بنابراین می‌توان از این مدل در شرایط مشابه و با اعمال تغییرات به نتایج مطلوبی رسید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation and Assessment of Capability of Hydrograph Model of Instantaneous Geomorphology Unit in Simulating Flood Hydrograph of Minab River Basin

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Asadi 1
  • Iraj Jabbari 2
  • Homayoon Hesadi 3
1 Kermanshah - Razi University - Razi University PhD student.
2
3 Faculty member of Kermanshah Agricultural Education and Natural Resources Research Center
چکیده [English]

Accurate prediction of floods is especially important in arid areas with more irregularities and intensities. Lack of hydrometric stations in these areas of our country, along with the important advantage of the GIUH model, which allows the simulation of precipitation-runoff of a basin with the least information data, led the researchers to evaluate the above model in the basin. Consider the catchment of Minab as their goal. The quantitative values ​​of each of the geomorphological parameters of the GIUH model, the most important of which are the bifurcation ratio, length ratio and area ratio, have been calculated using GIS technology and with the help of  HECGeoHMS add-on. In ranking waterways, the Strahler method was used as a basis. The hydrograph model of the geomorphology unit in the study basin has had acceptable results according to the calculated average error equivalent to 17.22% for the peak discharge of 4 selected events. However, in estimating the peak occurrence time, the amount of error is higher and in all events, the peak discharge time is less than the real time. In addition, the results of this model in the same basin under study also provided acceptable results with an average error rate of about 30% in calculating the peak discharge. The GIUH in Minab catchment has had acceptable results according to the mean error calculated for the peak discharge of 4 selected events. Therefore, it is possible to achieve the desired results from this model in similar conditions and by applying changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Instantaneous unit hydrograph of geomorphology
  • Hydro geomorphology
  • Morphometric characteristics
  • Flood simulation
  • Basin
  • Minab river

مراجع

اسدی، معصومه؛ ایرج جباری؛ همایون حصادی (1398). مدل‌سازی سیلاب در مناطق خشک و نیمه‌خشک با بهره‌گیری از مدل HEC-HMS مطالعۀ موردی (حوضۀ آبریز سد استقلال میناب)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. دورۀ 8. شمارۀ 3.
صفحات 33-17.http://www.geomorphologyjournal.ir/article_102792_3633dbc134  
ادارۀ امور آب استان هرمزگان مطالعات منابع آب (1374). گزارش مطالعات هیدرولوژی سیستم‌ هشداردهندۀ سیل در حوضۀ ‌آبریز رودخانۀ میناب، شرکت سهامی آب منطقه‌ای هرمزگان ( وزارت نیرو).
زکی‌زاده، فریبا؛ حسین ملکی‌نژاد؛ محمدرضا اختصاصی (1394). مقایسۀ آبنمود واحد لحظه‌ای نش، ژئومورفولوژیک و ژئومورفوکلیماتیک در برآورد مشخصات هیدروگراف سیلاب. پژوهش‌های آبخیزداری. 107.
https://wmrj.areeo.ac.ir/article_107080_a743551c03a7be4b2b0f31aa293c9545.pdf
سالاری‌جزی، میثم؛ آرش ادیب؛ محمد محمودیان‌شوشتری؛ علی آخوند علی (1388). ارزیابی مدل‌های GIUH-NASH و GCIUH-CLARK در حوضۀ معرف کسیلیان، هشتمین کنگرۀ بین‌المللی مهندسی عمران. شیراز.
https://www.civilica.com/Papers-ICCE08=.html
سبزواری، تورج؛ علی حسن‌نژاد؛ سیدعبدالنبی رضوی (1391). برآورد سیلاب حوضه‌های فاقد آمار به روش آبنمود واحد لحظه‌ای زمین‌ریخت‌شناسی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز شور اندیکا رود کارون)، مجلۀ مهندسی منابع آب‌سال چهارم. 47-33.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=189053
سعیدی، پونه؛ محمدحسین نیک‌سخن؛ خدیجه نوروزی (1394). برآورد هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیکی (GIUH) و هیدروگراف واحد لحظه‌ای تابع عرض (WFIUH) در حوضه‌های فاقد آمار (مطالعۀ موردی: حوضۀ قروه)، اکوهیدرولوژی. دورۀ 2. شمارۀ 1. صفحات 62-51.
https://journals.ut.ac.ir/article_55128.html
 
سنجری، مهدیه؛ علی سلاجقه؛ سیدمحمدصادق موحد؛ آرش ملکیان (1397). تحلیل چند مقایسۀ مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژی (GIUH)، مرتع و آبخیزداری. مجلۀ منابع طبیعی ایران. دورۀ 71. شمارۀ 4. صفحات 971-963.
https://jrwm.ut.ac.ir/article_70137.html
علیزاده، امین (1387). اصول هیدرولوژی کاربردی، مشهد. انتشارات دانشگاه امام رضا(ع). چاپ بیست و چهارم.
https://mohitesabs.blogsky.com/1394/11/25/
قهرمان، بیژن؛ مرتضی لطفی (1388). کارایی مدل‌های هیدروگراف واحد در تعیین مشخصات هیدروگراف سیلاب، کمیتۀ تحقیقات شرکت سهامی آب منطقه‌ای خراسان شمالی. 133-1.
https://www.researchgate.net/publication/342715987_Hydrology
کرمی، فاطمه و اسمعیل‌پور، مرضیه (1393). برآورد رواناب با استفاده از هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی (مطالعۀ موردی: حوضۀ دریان چای)، هیدروژئومورفولوژی. شماره 1. صفحات 157-145.
https://hyd.tabrizu.ac.ir/article_3280.html
گلکاریان، علی؛ سیدامیر نقیبی؛ داود داودی‌مقدم (1393). ارزیابی کارایی روش ژئومورفولوژی در برآورد ابعاد هیدروگراف واحد لحظه‌ای و مقایسۀ آن با روش‌های اشنایدر، SCS و مثلثی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز جنگ کارده)، نشریۀ آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 28. شماره 2. صفحات 450-440.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=240570
محمدی، علی‌اصغر؛ حسن  احمدی (1390). ارائۀ مدل برآورد دبی حداکثر لحظه‌ای در حوضه‌های فاقد آمار مبتنی‌بر مدل‌های هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژی، اشنایدر، SCS و مثلثی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز کن)، فصلنامۀ جغرافیای طبیعی لار. سال 4. شماره 13. صفحات  48-37.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=150330
محمودی، فرج‌الله؛ جمشید عیوضی؛ مجتبی یمانی؛ علی نصیری (1383). برآورد سیل با استفاده از آنالیز GIUH (مطالعۀ موردی: حوضۀ امامه)، نشریۀ علوم جغرافیایی. جلد 3. شمارۀ 3 و 4. صفحات 30-11 .
https://jgs.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3-32&slc_lang=fa&sid=1
محمودی فرج‌الله؛ مجتبی یمانی؛ بهرامی شهرام (1386). ارزیابی مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیکی (GIUH) در حوضۀ آبخیز کنگیر (ایوان غرب)، پژوهش‌های جغرافیایی. شمارۀ 60.
https://www.sid.ir/fa/Journal/ViewPaper.aspx?id=67043
مشاری‌عشق‌آباد، سمیه؛ احمد نوحه‌گر؛ ابراهیم امیدوار (1391). شبیه‌سازی رواناب به روش هیدروگراف واحد ژئومورفولوژیک (مطالعۀ موردی: حوضۀ بار- خراسان رضوی)، فصلنامۀ علمی- پژوهشی پژوهش‌های فرسایش محیطی. شماره 6. صفحات126-115.
http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-280-en.pdf
ملکی، امجد؛ مریم حافظ‌پرست؛ ویدا عبدی‌پور (1398). کارایی هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژی ( GIUH) و مقایسۀ آن با سایر مدل‌ها در حوضۀ مرگ استان کرمانشاه، فصلنامۀ علمی فضای جغرافیایی. شمارۀ 68. صفحات 74-59.
http://geographical-space.iau-ahar.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2538-2&slc_lang=fa&sid=1
نگهبان، سعید؛ موسی عباسی؛ انور مرادی؛ محسن بزرکار (1393). استخراج آبنمود (هیدروگراف) واحد ژئومورفولوژیکی براساس روش لوپز و مقایسۀ آن با آبنمودهای مشاهداتی در حوضۀ حسین‌آباد، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. سال سوم. شمارۀ 2. صفحات 67-63.
  http://www.geomorphologyjournal.ir/article_77951.html 
Refrences
Allam, M. N. (1990). Case study evaluation of geomorphologic rainfall-runoff model, incorporating linear infiltration expression. Hydrological Processes, 4 (1), 71-84.
https://doi.org/10.1002/hyp.3360040107
Anghesom, A.G. and Mathur, B.S. (2014). Geomorphologic instantaneous unit hydrographs for rivers in Eritrea (East Africa ) . Journal of Indian Water Resources Society, 34 (1), 1-14
https://pdfs.semanticscholar.org/e2be/8c6ba88d5f0d0f471391d36c88f76718cd3c.pdf
Bamufleh, S. Wagdany, A. Elfeki, A. Chaabani, A (2020). Developing a geomorphological instantaneous unit hydrograph (GIUH) using equivalent Horton-Strahler ratios for flash flood predictions in arid regions. Geomatics Natural Hazard and Risk, 11(1), 1697- 1723  
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19475705.2020.1811404
Berod, D.D. Singh, V. P. and Musy, A. (1999). A Geomorphologic Kinematic-Wave (GKW) Model for Estimation of Flood From Small Alpine Watersheds. Hydrological. Processes, 13 (9), 1391-1416.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/(SICI)10991085(19990630)13:9%3C1391::AID-HYP809%3E3.0.CO;2-B
Cheng, Y. Ke Zhang, Zh. Yu, Zhijia, Li. Qiaoling,Li (2014).Improving the flood prediction capability of the Xinanjiang model in ungauged nested catchments by coupling it with the geomorphologic instantaneous unit hydrograph. Journal of hydrology, 517, 1035-1048.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022169414004971
Gupta,V.K. Waymire, E. and Wang, C.T (1980). A representation of an instantaneous unit hydrograph from geomorphology. Water Resources Manage, 16(5),855-862.
https://doi.org/10.1029/WR016i005p00855
Horton, R. E. (1945). Erosional development of streams and their drainage basins: Hydrophysical approach to quantitative morphology, Bull. Geol. Soc. Amer. 56 (3), 275-370.
 https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article/56/3/275/4075/Erosional - development-of-streams and their
Ignacio - Rodriguez-Iturbi (1993).The Geomorphological Unit Hydrograph, Channel Network Hydrology,43-68.
 Jin,C.X(1992).A deterministic gamma geomorphologic instantaneous unit hydrograph based on path types. Water Resources Research, 28, 479-486.
http://ponce.sdsu.edu/DGTGIUH_Jing_1992.pdf
Khaleghi, M. Holy, J. Ahmadi, H. Kamyar, M (2009). Evaluation of the efficiency of instantaneous geomorphology unit hydrograph method in estimating the peak flow rate. Quarterly Journal of Natural Resources Science and Technology, 5 ( 2), 89-100.
http://jstnr.iauc.ac.ir/article_544743_b5070263c6bd4b4647ed3c4313895bed.pdf
 
Khaleghi, M.R. Ghodusi, J. and Ahmadi, H (2014). Regional Analysis Using the Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) Method. Soil & Water Res, 9 (1), 25-30.
https://www.agriculturejournals.cz/publicFiles/33_2012-SWR.pdf
 Kirshen, D. M. and Bras, R. L. (1983).The linear channel and its effect on the geomorphologic IUH. J. Hydrol, (65), 175-208.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022169483902160
 Kwan, Tun Lee and Chin-Hsin, Chang (2005). Incorporating Subsurface-Flow Mechanism into Geomorphology-Based IUH Modeling. Journal of Hydrology, (311), 91-105.
https://www.researchgate.net/publication/222249730_Incorporating_subsurface-flow_mechanism_into_geomorphology-based_IUH_modeling
Olivera, F. and Maidment, D. (1999). Geographic  Information systems (GIS)- Based Spatially Distributed Model for Runoff Routing. Water Resour.Res, 4, 1135-1146.
https://doi.org/10.1029/1998WR900104
Pena, A. Ayuso, L. and Giraldez, V (1999). Incorporating topologic properties into the, Geomorphologic instantaneous unit hydrograph. Phys. Chem .Earth (B), 24(1-2), 55-58.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1464190998000112
Rodriguez- Iturbe, I. and Valdes, J. B. (1979). The geomorphologic structure of the hydrologic response. Water Resources Research, 15(6), 1409-1420.
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/WR015i006p01435
Shadeed,S. Shaheen, H. Jayyousi, Anan. (2007). GIS-based KW-GIUH hydrological model of semiarid catchments: The case of Faria catchment, Palestine. Arabian Jornal For Science And Engineeringer, 39 (36), 3-16.
https://inis.iaea.org/search/searchsinglerecord.aspx?recordsFor=SingleRecord&RN=39089842
Sharifi, F. B, Saghafian. and Telvari, A. (2002). The Great 2001 Flood in Golestan Province. Iran: Causes &Consequences. International Conference on Flood Estimation, Berne, Switzerland, 263-271.
https://www.researchgate.net/publication/236229926_great_2001_flood_in_Golestan_province_Iran_Causes_and_consequences.
Swaina, J.B. Jhab, R. Patrac, K.C (2015). Stream flow prediction in a typical ungauged catchment using GIUH approach- International conference on water resources. Coastal and ocean engineering (Icwrcoe), Aquatic Procedia. 4, 993-1000.
https://cyberleninka.org/article/n/1291597.pdf
Yingbing, Ch. Peng, Shi. Xiaomin, Ji. Simin, Qu. Lanlan, Zh. Fengcheng, D. (2019). New method to calculate the dynamic factor–low velocity in Geomorphologic instantaneous unit hydrograph. Scientific Reports nature research, 9 (14201), 735.
www.nature.com/scientificreports http://www.irna.ir/fa/News/8154691
مجله جغرافیا و توسعه
دوره 20، شماره 68
علمی پژوهشی
مهر 1401
صفحه 116-137

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 05 تیر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار