برآورد سیلاب مبتنی بر تخمین بارش با تئوری فرکتال و به کارگیری CN مستخرج از سنتینل ۲ در مدل HEC-HMS (حوزه آبخیز تیره در منطقه بروجرد- دورود)

برآورد بارش طرح از مهم ترین اصول در مدیریت رواناب حوزه آبخیز محسوب می شود. ازسوی دیگر، استفاده از روش های با دقت بالا در محاسبه بارش و شماره منحنی و به کارگیری آن ها در مدل های هیدرولوژیکی، باعث کاهش خطاهای ورودی مدل و افزایش دقت شبیه سازی می شود. به این منظور در این تحقیق، از روش فرکتال برای برآورد بارش و از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS برای برآورد دبی اوج و حجم سیل استفاده شد. در این مدل، برای شبیه سازی زیرحوضه ها از روش شماره منحنی SCS با هدف برآورد میزان تلفات، از روش «بازگشتی» برای برآورد آب پایه و از روش هیدروگراف واحد SCS برای تبدیل بارش به رواناب استفاده شد. مدل براساس وقایع انتخابی بارش و دبی در تاریخ ۱۷ تا ۱۹ آوریل ۲۰۱۲ و ۱۱ تا ۱۶ آوریل ۲۰۱۶ بر مبنای فرایند بهینه سازی خودکار با تابع هدف ریشه میانگین مربعات خطا و حداکثر تعداد ۱۰۰ تکرار با زمان توقف ۰۱/۰ و معرفی پارامترهای ورودی برای مراحل واسنجی و صحت سنجی اجرا شد. نتایج تحقیق درزمینه برآورد بارش براساس تئوری فراکتال و بررسی گشتاورهای آماری با استفاده از اطلاعات ۱۲ ایستگاه در ۷ دوره بازگشت نشان داد که داده های حداکثر شدت بارش دارای ماهیت مونوفراکتالی است. به عبارتی تغییرات توان مقیاس نسبت به مرتبه آن کاملا خطی است و با استفاده از ماهیت مونوفرکتالی می توان بین داده ها در تداوم های مختلف ارتباط برقرار کرد. نتایج تحقیق در بخش شبیه سازی بارش-رواناب با استفاده از مدل HEC-HMS نشان داد که برازش مناسبی بین مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی وجود دارد؛ به طوری که ضریب نش-ساتکلیف در ایستگاه خروجی حوضه (تیره دورود) در مرحله واسنجی و صحت سنجی به ترتیب ۷۴۴/۰ و ۶۸۳/۰ به دست آمد. پیش بینی مدل براساس هایتوگراف بارش با روش های فرکتال و «قهرمان» مبین برازش بسیار مناسب مقادیر دبی اوج و حجم سیل ۶ ساعته با ضریب نش-ساتکلیف بیش از ۹۹/۰ است. استفاده از CN حاصل از تصاویر سنتینل ۲ در قیاس با لندست ۸ به طور قابل توجهی روی هیدروگراف خروجی مدل HEC-HMS تاثیر داشته است؛ به طوری که باعث ارتقای ضریب نش-ساتکلیف از ۵۶/۰ به ۷۴/۰ در مرحله واسنجی و از ۳۹/۰ به ۶۸/۰ در مرحله صحت سنجی شده است. درمجموع نتایج تحقیق می تواند کمک موثری به افزایش دقت و نتایج بهینه مدل بارش-رواناب HEC-HMS نماید تا کارشناسان و مدیران اجرایی در مدیریت حوزه آبخیز به نحو مطلوب عمل کنند.

کلیدواژه ها:

توان مقیاس ، گشتاور وزنی ، فیلتر دیجیتال بازگشتی ، نرم افزار WHAT