فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه و هدفبا توجه به کاربرد پاسخ آب‌شناختی آبخیز، روش ­های مختلفی برای تعیین این پاسخ انجام شده است و نتایج آن با توجه به داده ­های استفاده شده تنوع دقت و صحت زیادی داشته است. با بررسی و جمع ­بندی نتایج پژوهش‌های انجام شده در بحث مدل­ سازی بارش-رواناب و به‌ویژه روش زمان-مساحت، مشخص شد که در اغلب این پژوهش‌ها، از مفهوم زمان تمرکز آبخیز بهره گرفته شده است که در اکثر رابطه‌های تعیین اندازه‌ی آن، از خصوصیات فیزیکی آبخیز استفاده شده است و وابستگی زمان تمرکز به شرایط بارش بررسی نشده است. از این رو، این پژوهش با هدف ارزیابی این روش ­ها با بهره‌گیری از روش موج جنبشی در بستر GIS، روش HEC-1 و روش بهینه­ سازی با استفاده از دستورالعمل ژنتیک، در یک آبخیز آزمایشگاهی وی-شکل انجام شد.مواد و روش‌هادر این پژوهش به منظور مدل­ سازی بارش-رواناب از داده ­های مشاهده ­ای موجود در آبخیز آزمایشگاهی وی-شکل آزمایشگاه دانشگاه ایلینویز استفاده شد. آبخیز مطالعه شده، با سطح نفوذناپذیر از جنس آلومینیوم و دو صفحه‌ی جانبی همسان با شیب یک‌ طرفه به سمت کانال با اندازه‌ی ثابت 1% بود. افزون بر این، یک کانال میانی هم با شیب یک‌طرفه به سمت خروجی آبخیز با اندازه‌ی ثابت 1% داشت. اندازه‌ی زبری مانینگ در این آبخیز، بر پایه‌ی سعی و خطا 0/014 تعیین شد.نتایج و بحثپس از تهیه نمودار زمان-مساحت آبخیز با استفاده از هریک از روش ­های مزبور، آب‌نگار خروجی آبخیز متناظر با این روش ­ها تعیین شد. سپس نتایج به‌دست آمده با داده ­های مشاهده‌ای مقایسه شد و اجزای مختلف آب‌نگار­های محاسبه‌ای نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که عملکرد دستورالعمل ژنتیک در تعیین زمان اوج آب‌نگار با 15% خطای نسبی، از عملکرد مدل‌های موج جنبشی و HEC-1 بهتر بود. همچنین مدل دستورالعمل ژنتیک با میانگین شاخص نش-ساتکلیف 0/968 و میانگین شاخص همبستگی 0/983 بیشترین تطابق را با آب‌نگار­های مشاهده‌ای داشت. همچنین با برازش منحنی با نتایج مدل­ سازی، معادله‌ی تعیین زمان تعادل آبخیز نسبت به شدت بارش به‌دست آمد که ضریب تعیین آن 0/999 بود. این معادله بیان‌گر رابطه‌ی عکس زمان تعادل با شدت بارش (با توان 0/33) است یعنی با دو برابر شدن شدت بارش، زمان تعادل 20% کاهش می­ یابد. درنهایت ضریب معادله‌ی تعیین زمان تعادل برای این آبخیز 495/2 به‌دست آمد که به ازای هر شدت بارش، زمان تعادل متناظر آن با دقت زیاد قابل محاسبه است.نتیجه­ گیری و پیشنهادهادر این پژوهش در شرایط آبخیز آزمایشگاهی مدل‌سازی بارش-رواناب با سه دسته رخداد و سه دسته مدت بارش گوناگون که هر دسته رخداد با چهار اندازه‌ی مختلف شدت بارش بود انجام شد. نمودارهای آب‌نگار متناظر با هر رخداد به‌دست آمد. با بررسی نمودارهای محاسبه‌ای و مقایسه با نمودارهای مشاهده‌ای، مشخص شد عملکرد سه مدل در تعیین حداکثر آب‌دهی، خطای نسبی یک تا دو درصد بود ولی در تعیین زمان رسیدن به اوج آب‌نگار، مدل­ های موج جنبشی و HEC-1، با خطای نسبی 44% ، عملکرد متوسط داشت. درنهایت با بهره ­گیری از دو شاخص همبستگی و نش-ساتکلیف، مشخص شد که در روش دستورالعمل ژنتیک، آب‌نگار محاسبه‌ای به اندازه‌های مشاهده‌ای نزدیک­تر بودند و تطابق بیشتری با داده ­های مشاهده‌ای داشتند. شایان ذکر است در این آبخیز آزمایشگاهی وابستگی زمان تعادل به شدت بارش در شرایط نفوذناپذیری تأیید شد. پیشنهاد می‌شود در صورت اعمال شرایط نفوذ عمقی و یا تغییر در اندازه‌ی زبری سطح و تعیین اندازه‌ی وابستگی تعیین و بررسی شود.