ارزيابي كاربرد برخي از روابط تجربي زمان تمركز براي برآورد زمان پيمايش در آبراهه

Evaluation of the application of some empirical concentration time equations for estimation of channel flow travel time

زمان تمركز يكي از مهم ترين متغيرهاي هيدرولوژيكي در طراحي سازه هاي كنترل سيلاب، سرريز سدها و غيره است. اما اين پارامتر علي رغم اهميت زياد آن، كمتر مورد تحقيق قرار گرفته است. هدف از مطالعه حاضر ارزيابي كارايي رابطه هاي معروف كرپيچ (1940)، كاليفرنيا (1944)، NRCS (1972)، ين- چاو (1983)، هاكتايز – سزن (1983) و Zomorodi (2005) در برآورد زمان پيمايش جريان در سرشاخه هاي دو حوزه آبخيز منشاد و ده بالا در منطقه شيركوه استان يزد مي باشد. براي اين منظور برآوردهاي صورت گرفته با استفاده از اين روابط با اندازه گيري هاي صحرايي حاصل از روش تزريق يكباره محلول نمك طعام (به غلظتg/ lit 75) مورد مقايسه قرار گرفت. دقت برآوردهاي اين روابط با استفاده از شاخص هاي آماري ميانگين درصد خطاي مطلق (APE)، ريشه مربع خطاها (RMSE)، ضريب تعيين (2R) و ضريب همبستگي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتيجه ارزيابي نشان داد كه هم در برآورد زمان پيمايش جزيي (مقدار زمان پيمايش به تفكيك در بازه هاي با طول كم) و هم زمان پيمايش مجموع ( حاصل جمع زمان پيمايش مجموعه بازه هاي برداشتي) رابطه هاي زمردي و هاكتانير- سزن كاركرد تقريبا قابل قبولي ارايه نمودند. اين در حاليست كه هيچ يك از روابط استفاده شده، در برآورد زمان پيمايش كلي (زمان پيمايش برآوردي در كل محدوده برداشت با استفاده از ميانگين پارامترهاي زبري و شيب) عملكرد خوبي نشان ندادند، هر چند رابطه هاي هاكتانير- سزن، كاليفرنيا و زمردي تا حدودي نسبت به بقيه روابط نتيجه مناسب تري ارايه نمودند. در واقع اغلب روابط مورد نظر، برآوردي كمتر از مقادير اندازه گيري شده ارايه دادند.

Time of concentration is one of the most important hydrological variables which plays crucial role in designing the flood control structures, spillways and so on. However, enough investigations have not been taken place about this important variable. The purpose of the study is to evaluate the application of empirical equations including Kirpich (1940) California (1944), NRCS (1972),Yen-Chow (1983), Haktanir-Sezen (1990) and Zomorodi (2005) for estimating shallow concentrated flow travel time in the upper channels of Manshad and Deh-Bala watersheds located in Yazd province, Iran. Therefore, the estimations made by the equations were compared to measured values provided by Nacl 75 g/lit solution gulp injection. The estimations made by the equations were evaluated using statistical criterion including absolute percentage error (APE), root mean square error (RMSE), coefficient of determination (R2), and correlation coefficient. The results showed that Haktanir-Sezen and Zomorodi revealed acceptable estimations of accumulated (sum of the travel times estimated for reaches) as well as partial (travel time measured per reaches) overland flow travel time. While none of equations presented a reasonable estimation of total travel time (travel time estimated using mean values of slope and roughness of the whole studied stream length), although the estimations of Haktanir-Sezen, California and Zomorodi showed higher accuracy than others. Most of the equations underestimated overland flow travel time in comparison the measured values.