واسنجی و ارزیابی پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS در شبیه سازی وقایع منفرد بارش رواناب (مطالعه موردی: حوزه آبخیز تجن)

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: سیل یکی از اصلی ترین بلایای طبیعی است که در سال های اخیر مناطق مختلف کشور را تحت ­تاثیر قرار داده و موجب خسارات فراوانی شده است. دانشمندان همواره روش های مختلفی در جهت شناخت بزرگی و زمان وقوع سیل و برآورد ارتفاع رواناب ابداع کرده اند. مدل های بارش رواناب از جمله ابزارهای کاربرد و توانمند در دستیابی به خصوصیات سیلاب می باشند. هدف از انجام این پژوهش، واسنجی و اعتبارسنجی مدل HEC-HMS و همچنین شبیه ­سازی سیل به صورت تک واقعه در حوزه آبخیز تجن بوده است. مواد و روش: در این پژوهش ابتدا متغیرهای بارش و دما وارد مدل شد، سپس مدل براساس ۳ واقعه منفرد واسنجی و پارامترهای آن محاسبه شد، همچنین پارامترهای شماره منحنی (CN) و سطوح نفوذناپذیر، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تجزیه و تحلیل و در نهایت براساس یک واقعه منفرد دیگر، اعتبارسنجی مدل انجام شد و صحت و دقت آن برآورد گردید. هیدروگراف­ های ایجاد شده از سناریوهای پارامترهای مدل تنظیم یافته، با هیدروگراف مدل مشاهداتی ایستگاه کردخیل مورد مقایسه قرار گرفت. یافته ها: نتایج واسنجی براساس وقایع انتخابی نشان داد که داده ­های شبیه ­سازی شده با داده ­های مشاهده ­ای، همبستگی بالایی دارد (R>۰.۹). همچنین نتایج اعتبارسنجی با استفاده از آزمون ضریب همبستگی و t استیودنت نشان داد که ضریب همبستگی دبی مشاهداتی و شبیه ­سازی برابر ۰/۹ می­باشد که معنی داری قابل ملاحظه ای را نشان می­ دهند. آنالیز حساسیت مدل به منظور تعیین مقدار دقیق یک پارامتر حساس به ازای تغییرات افزایش و کاهش ۲۰ درصدی پارامترها انجام شد. نتایج آنالیز حساسیت مدل نشان داد پارامتر شماره منحنی و مقدار تلفات اولیه دارای حساسیت بالایی می باشند به طوری­که در بازه ۲۰- تا ۲۰+ درصد تغییر پارامتر شماره منحنی و تلفات اولیه به ترتیب، مقدار حساسیت مدل از ۲/۳۳- تا ۷/۱۵ و از ۰/۷۹ تا ۰/۷۳- تغییر می کند. از سوی دیگر نتایج شبیه سازی مدل نشان داد که بهترین تابع هدف برای برآورد دبی اوج سیلاب درصد خطای دبی اوج (Percent Error Peak) می باشد که مدل با اختلاف ۰/۸ درصد دبی اوج را در ایستگاه کردخیل پیش بینی نمود. همچنین تابع هدف درصد خطای حجم جریان Percent Error Volume)) به عنوان بهترین برآورد کننده حجم سیلاب با اختلاف صفر، تعیین شد. نتیجه‎‎ گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که به کارگیری سیستم مدل هیدرولوژیکی به همراه سیستم اطلاعات جغرافیایی، برای تبدیل بارش به رواناب، شبیه سازی سیلاب و پیش بینی دبی اوج و حجم سیلاب بسیار کارآمد است و نتایج به دست آمده قابل استناد می باشند. بنابراین می توان از مدل های نهایی در مدیریت حوزه های آبخیز استفاده نمود.

Keywords:

Flood , HEC-HMS , Rainfall-Runoff , Simulation , Single Events , بارش-رواناب , سیل , شبیه سازی , وقایع منفرد , HEC-HMS