محاسبه‌ي نمودار زمان- مساحت حوضه‌هاي آبخيز با استفاده از آب‌نگار واحد لحظه‌اي ناش

Determination of the Catchment’s Time-Area Diagram by Using Nash Instantaneous Unit Hydrograph Technique

پيش‌بيني رواناب حوضه‌هاي فاقد آمار جهت طراحي سازه‌هاي هيدروليكي بسيار اهميت دارد. شبيه‌هاي بارندگي رواناب مانند كلارك و روش آب‌نگار زمان- مساحت نيازمند نمودار زمان- مساحت حوضه‌هاي آبخيز مي‌باشند. در اين تحقيق روشي جديد براي محاسبه‌ي نمودار زمان- مساحت حوضه‌ها با استفاده از شبيه‌هاي آب‌نگار واحد لحظه‌اي ارايه شده است. در اين تحقيق از روش آب‌نگار واحد لحظه‌اي ناش استفاده گرديد. روش زمان- مساحت ناش محاسبه شده با معادله‌ي زمان- مساحت ارايه شده به‌وسيله‌ي سازمان USACE(1990) مقايسه شد و مقادير n=4.7 و به عنوان فراسنجهاي شبيه ناش براي حوضه‌هاي فاقد آمار پيشنهاد گرديد. جهت صحت‌سنجي روش، اطلاعات مربوط به نمودار زمان- مساحت حوضه‌هاي كسيليان و جعفرآباد در ايران، و آجاي و گودآوري در هندوستان با نتايج به‌دست آمده در اين تحقيق مقايسه گرديدند. نمودارهاي زمان- مساحت محاسبه شده براي حوضه‌ي كسيليان و آجاي با استفاده از شبيه كلارك به آب‌نگار رواناب مستقيم تبديل گرديده و نتايج آنها با رواناب مشاهداتي مقايسه شدند. مقادير متوسط ضريب كارايي نمودار محاسباتي در حوضه‌هاي آجاي و گود آوري 0.96، و براي حوضه‌هاي كسيليان و جعفرآباد 0.78 به‌دست آمدند. خطاي اوج رواناب براي حوضه‌ي كسيليان بين 14 تا 22 درصد، و براي حوضه‌ي آجاي 4 تا 17.5 درصد محاسبه گرديد، كه مقادير قابل قبولي به‌شمار مي‌روند.

Runoff prediction in un-gauged catchments is of importance for designing hydraulic structures. Some rainfall runoff models such as Clark requires time-area diagram of catchments. In this study, a novel method to derive time-area diagram using Nash’s instantaneous unit hydrograph model is presented. This method was compared to time-area equation already introduced by USACE (1999). The values of parameters n and k were obtained as n=4.7 and k=te/7.4. The results were validated using the existing time-area diagrams in Kasilian and Jafarabad, Iran and Ajay and Godawri, India. Moreover, the time-area diagrams derived from the new method were converted to direct runoff hydrographs using Clark model. The hydrographs were compared with observed ones. The average efficiency coefficients for Ajay and Godawri are 0.96 and 0.78, respectively. The errors in peak discharge estimation vary between 14 to 22 percent and 4 to 17.5 percent for Kasilian and Ajay, respectively.