سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات158
تعداد شماره‌ها6,232
تعداد مقالات67,772
تعداد مشاهده مقاله115,231,657
تعداد دریافت فایل اصل مقاله89,977,470
اسماعیلی, فریبا, وفاخواه, مهدی, موسوی, وحید. (1401). تاثیرپذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع. , 75(4), 661-674. doi: 10.22059/jrwm.2023.351357.1683
فریبا اسماعیلی; مهدی وفاخواه; وحید موسوی. "تاثیرپذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع". , 75, 4, 1401, 661-674. doi: 10.22059/jrwm.2023.351357.1683
اسماعیلی, فریبا, وفاخواه, مهدی, موسوی, وحید. (1401). 'تاثیرپذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع', , 75(4), pp. 661-674. doi: 10.22059/jrwm.2023.351357.1683
اسماعیلی, فریبا, وفاخواه, مهدی, موسوی, وحید. تاثیرپذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع. , 1401; 75(4): 661-674. doi: 10.22059/jrwm.2023.351357.1683

تاثیرپذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع

نشریه علمی - پژوهشی مرتع و آبخیزداری
دوره 75، شماره 4، دی 1401، صفحه 661-674    اصل مقاله (878.07 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jrwm.2023.351357.1683
نویسندگان
فریبا اسماعیلی1؛ مهدی وفاخواه* 2؛ وحید موسوی3
1دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران
2استاد گروه آبخیزداری، دانشکده منابع‌طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران.
3استادیار گروه آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران.
چکیده
پژوهش حاضر تاثیر پذیری مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک را از دقت مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع (DEM) TOPO، ALOS PALSAR، ASTER، SRTM و GTOPO در حوزه‌آبخیز امامه مورد ارزیابی قرار می‌دهد. برای این منظور ابتدا 34 واقعه بارش – رواناب انتخاب شد. همچنین شبکه آبراهه، طول و شیب آبراهه اصلی در هر یک از پنج مدل رقومی ارتفاع، با استفاده از نرم‌افزارArc GIS، محاسبه شد. سپس نقشه همزمان تمرکز 30 دقیقه حـوزه آبخیز با استفاده از روش توزیع مکانی زمان پیمایش استخراج شد. در نهایت ابعاد هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک برای هر واقعه بارش – رواناب و به تفکیک DEM برآورد شد. نتایج نشان داد با کاهش طول آبراهه اصلی به دنبال کاهش دقت DEM، تعداد خطوط هم زمان تمرکز کاسته شده، به طوریکه TOPO DEM با بیشترین برآورد از طول آبراهه اصلی، بیشترین تعداد خطوط هم‌زمان تمرکز را تخمین زده است. متوسط درصد خطای نسبی حجم رواناب به ترتیب برای DEMهای مذکور به ترتیب برابر با 92/22، 68/26، 7/27، 15/32 و 66/35 درصد برآورد شد. در مورد تخمین دبی اوج اختلاف قابل توجهی بین مقادیر متوسط خطای نسبی در DEM های مختلف وجود دارد. به طوری که کمترین مقدار متوسط خطای نسبی مربوط به TOPO DEM با مقدار 7/31 درصد می‌باشد. از سوی دیگر مقادیر خطای RMSE نیز نشان می‌دهد TOPO DEM نسبت به سایر مدل‌های مختلف رقومی ارتفاع کمترین مقدار خطا ( m39/3) را داشته است. به طور کلی می‌توان گفت استفاده از TOPO DEM در مدل هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک نتایج قابل قبولی را ارائه خواهد داد.
کلیدواژه‌ها
رواناب؛ حوزه‌آبخیز امامه؛ هیدروگراف واحد لحظه‌ای کلارک؛ هیستوگرام زمان – مساحت؛ ضریب ذخیره
عنوان مقاله [English]
The effectiveness of Clark's Instantaneous unit hydrograph model (IUH) on the spatial resolution of different digital elevation models
نویسندگان [English]
Fariba Esmaeili1؛ Mehdi Vatakhah2؛ Vahid Moosavi3
1M.Sc.Student, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Iran
2Professor, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran
3Assistant Professor, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Iran
چکیده [English]
The current study evaluates the effectiveness of Clark's Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) model from the accuracy of different Digital Elevation Models (DEMs) including TOPO, ALOS PALSAR, ASTER, SRTM and GTOPO in the Amameh watershed. For this purpose, at first, 34 rainfall-runoff events were selected. Also, the drainage network, the length and slope of the main river in each of the five DEMs were calculated using Arc GIS software. Then, the 30-minute isochrone map of the watershed was extracted using the spatial distribution of travel time method. Finally, the dimensions of Clark's IUH were estimated for each rainfall-runoff event and DEM. The results showed that with the decrease in the length of the main river following the decrease in DEM spatial resolution, the number of isochrone has been decreased, so that TOPO DEM has estimated the largest number of isochrone with the largest estimate of the length of the main river. The average percentage of the Relative Error (RE) of the runoff volume was estimated as 22.92, 26.68, 27.7, 32.15 and 35.66% respectively for the aforementioned DEMs. Regarding peak flow estimation, there is a significant difference between the average RE values in different DEMs. So that the lowest average value of the RE is related to TOPO DEM with a value of 31.7%. On the other hand, the Root Mean Square Error (RMSE) values also show that TOPO DEM has the lowest RMSE value (3.39 m3) compared to other DEMs. In general, it can be said that the use of TOPO DEM in Clark's IUH model will provide acceptable results.
کلیدواژه‌ها [English]
Amameh watershed, Clark's instantaneous unit hydrograph, Runoff, Storage coefficient, Time-area histogram
مراجع
  • Ahmadpour, A., Mirhashemi, S., and Haghighat jou, P. (2019). Evaluation of the accuracy of HMS-SMA and bilinear time series models in predicting daily runoff (Case study: Idenak station at Maroun basin). Journal of Water and Soil Conservation, 26(3), 161-176. (In Persian)
  • Alizadeh, A. (2014). Principles of Applied Hydrology, Emam Reza University Press. (In Persian)
  • Allali, H., Elmeddahia, Y., Moudjeberc, D. E., Mahmoudic, H., and Goosend, M. F. (2022). Utilizing hydrograph transform methods and a hydrologic modeling system in rainfall-runoff simulation of a semi-arid watershed in Algeria in north-west Africa. Desalination and Water Treatment, 255, 220-228.
  • Asadi, M., Jabbari, I., and Hesadi, H. (2020). Flood modeling in arid and semiarid areas using HEC-HMS model (Case study: Esteghlal Minab basin). Quantitative Geomorphological Research, 8(3), 17-33. (In Persian)
  • Azizian, A. (2017). Assessment and uncertainty analysis of different time of concentration methods. Iranian Journal of Soil and Water Research, 48(2), 275-288. (In Persian)
  • Azizian, A., and Shokoohi, A. (2013). An Investigation on the effects of DEM resolution and stream delineation thresholds on the performance of the kinematic-wave-based GIUH model, Journal of Hydraulics, 8(3), 1-18. (In Persian)
  • Bayati, S., Nasr Esfahani, M. A., and Abdollahi, K. (2018). Comparing the response characteristics and volumetric water balance in three unit hydrograph methods (A case study: Vanak Basin). Iranian journal of Ecohydrology, 5(2), 373-385. (In Persian)
  • Clark, C.O. (1945). Storage and the unit hydrograph. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 110, 1419 –1446.
  • Fathian, H., Akhondali, A.M., and Sharifi, M.R. (2020). Parameters uncertainty analysis in estimating probable maximum flood in Bakhtiary dam basin by monte carlo method, Iranian Journal of Soil and Water Research, 51(4), 855-871.  (In Persian)
  • Green, I. R. A., and Stephenson, D. (1986). Criteria for comparison of single event models. Hydrological Sciences Journal, 31(3), 395-411.
  • Hemati, M., Shahnazi, M|., Ahmadi, H., and Salarijazi, M. (2017). Flood peak flow simulation and determination of flood source area in the QARANQU watershed using hydrological Mod-Clark model and GIS, Irrigation and Water Engineering, 7(4), 65-80. (In Persian)
  • Jahanbakhsh Asl, S., Rezaie Banfsheh, M., Goodarzi, M., Ghafouri Rouzbehani, A., and Mahdian, M.H. (2012). The assessment of time- area and Clark instantaneous unit hydrograph models in estimating flood discharge in Bazoft Karoon, Journal of Geography and Planning, 16(41), 49-66. (In Persian)
  • Kim, J. G., and Kang, B. (2016). Estimation of synthetic unit hydrograph by cluster analysis using geomorphic characteristics of mid-size watershed. Journal of The Korean Society of Civil Engineers, 36(3), 439-449.
  • Kulkarni, A., and Kale, G. (2022). Identifying best combination of methodologies for event-based hydrological modeling using HEC-HMS software: a case study on the Panchganga River basin, India. Sustainable Water Resources Management, 8(4), 1-16.
  • Kumar, R., Chatterjee, C., Lohani, A.K., Kumar, S., and Singh, R.D. (2002). Sensitivity analysis of the GIUH based Clark model for a catchment. Water Resources Managment, 16(4),263-278.
  • Lee, J., and Yoo, C. (2022). Use of basin outlet velocity to determine the basin concentration time and storage coefficient. Hydrology Research, 53(10), 1304-1320.
  • A. (1998). Applied hydrology, Volume 1, First edition, Shiraz University Press, Iran. 562 p. (In Persian)
  • Mostafazadeh, R., Mirzaei, M., Esmali, A., and Zabihi, M. (2018). Sensitivity analysis of the flow hydrograph components due to changes in Clark's time-area model in Mohammad-Abad watershed, Gloestan Province, Iranian Journal of Soil and Water Research, 49(1), 91-99. (In Persian)
  • Osman, S., and Abustan, I. (2011). Estimating the Clark instantaneous unit hydrograph parameters for selected gauged catchments in the west Coast of Peninsular Malaysia. ASEAN Engineering Journal.  1(3), 126-141.
  • Shahedi, K., Asadi, H., and Gholshan, M. (2016). Comparison of time-area and Clark instantaneous unit hydrograph models efficiency to reconstruct flood hydrographs at Kasilian Watershed, Hydrogeomorphology, 3(7), 123-139. (In Persian)
  • Vafakhah, M., Fakher Nikche, A., and Sadeghi, S. H. (2018). Comparative effectiveness of different infiltration models in estimation of watershed flood hydrograph. Paddy and Water Environment, 16(3), 411-424.
  • Vafakhah, M., and Moghadamnia, A.R. (2017). Flood management and control. Tarbiat Modares University Press, First edition, 396 p. (In Persian)
  • Walega, A. (2014). The importance of the objective functions and flexibility on calibration of parameters of Clark instantaneous unit hydrograph. Geomatics, Landmanagement and Landscape, 2, 75 -85.
  • Yannopoulos, S., Christidis, Ch., Loukas, A., and Giannopoulou, I. (2013). A sensitivity analysis on the parameters of clark instantaneous unit hydrograph. In Proceedings of the 8th International Conference of EWRA (European Water Resources Association) Water Resources Management in an Interdisciplinary and Changing Context, Porto, Portugal (pp. 26-29).
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 138
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 103


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب