ارزيابی و تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف برآورد زمان تمرکز )حوضه موردمطالعه: حوضههای آبريز امامه و کسيليان( چکيده

ص) )75-88 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف برآرد زمان تمرکز )حضه مردمطالعه: حضههای آبريز امامه کسيليان( *1 اصغر عزيزيان 1. استادیار گره مهندسي آب دانشکده فني مهندسي دانشگاه بينالمللي امام خميني )ره( قزین )تاریخ دریافت: 1395/5/5- تاریخ بازنگری: 1395-5/ 3/ تاریخ تصیب: 1395/6/6( چکيده ابستگي معادالت زمان تمرکز به پارامترهای مختلف آنها را در معرض عدم قطعيتهای ناشي از تغييرات شدت بارش مقياس نقشه تپگرافي کاربری اراضي تان تفکيک مدله یا رقمي ارتفاعي همچنين آستانه شکلگيری آبراههها قرار ميدهد. در پژهش حاضر به ارزیابي تحليل عدم قطعيت معادله پرکاربرد متدال در زمينه محاسبه زمان تمرکز در د حضه آبریز کسيليان امامه Morgali-Linsley پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان ميدهد که معادالت با دارا بدن خطای نسبي کمتر از 1 درصد بيشترین تطابق را با زمان تمرکز مشاهداتي در د حضه مذکر دارا ميباشند. همچنين تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف برآرد زمان تمرکز به رش مرتبه ال تغييرات حاکي از آن است که معادالت ASCE McCuen Eagleson 5 درصد( معادالت FAA Johnstone * مقدمه تقریبا تمامي دارای بيشترین عدم قطعيت )بيش از دارای کمترین عدم قطعيت )کمتر از 1 درصد( ميباشند. در رشهای مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي نيز سهم عدم قطعيت ناشي از آستانه شکلگيری آبراههها بر عملکرد معادالت زمان تمرکز تقریبا 3 تا 4 برابر مقياس نقشه تان تفکيک مدله یا رقمي ارتفاعي ميباشد. لذا تصيه ميگردد به هنگام استفاده از چنين معادالتي بهیژه در حضههای فاقد آمار به مبحث آستانه شکلگيری آبراههها تجه یژهای بعمل آید. اژههای کليدی: زمان مرکز عدم قطعيت پارامترهای ژئمرفلژیکي خطای نسبي مقياس نقشه تان تفکيک مدل رقمي ارتفاعي تجزیهتحليله یا هيدرلژیکي نيازمند یکسری پارامترهای زماني ميباشند که از مهمترین آنها ميتان به زمان تمرکز اشاره نمد Wong, McCuen et al., 1984( 9 11 Hosseini,.)Sharifi and زمان تمرکز بهعنان یک مفهم مرداستفاده در هيدرلژیکي ميباشد که برای اندازهگيری پاسخ حضه نسبت به یک بارش ردی به کار ميرد.)Pavlovich and Moglen, 8( این پارامتر از اهميت بسيار باالئي در مطالعاتي همچن: طراحي سيستمهای جمعآری آبهای سطحي )Viessman and Lewis, 3( مدلسازی بارش-راناب با استفاده از مدلهایي همچن TR-55 KW-GIUH )USACE, 1( HEC-HMS )NRCS,1986( 14( Shokoohi, )Azizian and استخراج هيستگرام زمان- مساحت در هيدرگراف احد لحظهای کالرک 11 al., 15 )Sadeghi et Froehlich, ( محاسبه هيدرگراف سيالب به رش هيدرگراف احد لحظهای ژئمرفلژیکي ( )al., 4 برخردار ميباشند. با تجه به اهميت زمان تمرکز Kumar et * نیسنده مسئل : Azizian@eng.ikiu.ac.ir تاکنن معادالت تجربي نيمه تجربي بسيار زیادی تسط محققين مختلف تسعه داده شده است. بررسيهای صرت گرفته حاکي از آن است که در حال حاضر بيش از 5 معادله مختلف در این زمينه ارائه شده همين مسئله مجب شده تا اغلب پژهشگران طراحان انتخاب معادله مناسب ربر با سردرگمي بسيار زیادی در باشند. در بيشتر مارد محققين معادله مردنظر خد را بدن هيچگنه آگاهي از صحت معادله یا مقایسه آن نسبت به دیگر رشها انتخاب مينمایند 5 al., 8.)Fang et معادالت متعدد تسعه Wong, ( دادهشده برای محاسبه این پارامتر عمدتا مبتني بر د دیدگاه مختلف ميباشند. در دیدگاه ال زمان تمرکز مدت زمان مردنياز برای حرکت جریان از درترین نقطه تا خرجي حضه ميباشد که البته ممکن است این فاصله به معني فاصله فيزیکي یا هيدرليکي د نقطه مذکر باشد 1984( al., McCuen et 1988, Singh دیدگاه ميباشند al., 8.)Fang et معادالتي که مبتني بر این عمدتا از پارامترهای ژئمرفلژیکي )مانند طل شيب آبراهه اصلي مساحت متسط شيب حضه

76 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 اختالف ارتفاع ابتدا انتهای آبراهه اصلي متسط ارتفاع حضه...( در برخي از مارد نيز از پارامترهای هاشناسي )مانند شدت بارش مقدار بارش 4 ساعته با دره بازگشت ساله...( برای برآرد زمان تمرکز استفاده مينمایند. در دیدگاه دم نيز زمان تمرکز بهعنان فاصله زماني بين انتهای بارش مؤثر نقطه عطف اقع در بازی گرفته ميشد پایينرنده 1984( al., McCuen et هيدرگراف سيالب در نظر al., 8 Fang et.)manjo and Fang, 14 معادالت مبتني بر دیدگاه ال به علت ابستگي به پارامترهای ژئمرفلژیکي در معرض عدم قطعيتهای مختلفي بهیژه عدم قطعيت ناشي از مقياس نقشه قرار دارند.)McCuen, 9( گرفته تسطMcCuen (9) حرکت جریان NRCS بهعنان مثال پژهشهای صرت بر ری رش مبتني بر سرعت نشان ميدهد که عدم قطعيت محاسبه زمان تمرکز با این رش در حضههای کچک بزرگ به ترتيب 59 39 در حدد درصد ميباشد. تحقيقات صرت گرفته تسط 16) Azizian and Shokoohi (14, 15, نيز حاکي از آن است که پارامترهای ژئمرفلژیکي از ابستگي بسيار معنيداری به مقياس نقشه تان تفکيک DEM آستانه 1 شکلگيری آبراههها برخردار ميباشند همين مسئله بر عملکرد بسياری از معادالت مدله یا بارش- راناب مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي )مانند مدل نيمه تزیعي TOPMODEL )KW-GIUH تاثيرگذار ميباشد. طبق نتایج این محققين مقدار شيب طل آبراهه اصلي بدست آمده از نقشههای با مقياس متفات ابعاد سللي آستانههای مختلف به ترتيب بين 3/4 تا 7/4 درصد 6/4 تا 14 کيلمتر متغير ميباشند که این خد به معني جد ضریب تغييراتي بين 4/9 تا 36/5 درصد در پارامترهای ژئمرفلژیکي ميباشد. همچنين طبق مطالعات صرت گرفته تسط )1981( در 7 USWRC 61 حضه کشر آمریکا متسط عدم قطعيت مجد در برآرد پارامترهای شيب طل مقدار زمان تمرکز به ترتيب در حدد 4 15/3 درصد ميباشد. تاکنن در زمينه تحليل حساسيت ارزیابي مقایسه بين رشهای مختلف برآرد زمان تمرکز تحقيقات مختلفي صرت گرفته که ازجمله مهمترین آنها ميتان به McCuen and Spiess (5) Wong Hosseini and (1984) al McCuen et ( 1995 ) ( 4 ) Eslamian and Mehrabi (1) al Kosari et Dastourani et al (13) (7) al Fang et (11) Sharifi Manjo and Fang (14) اشاره نمد. در بيشتر تحقيقات مذکر این بررسيها تنها محدد به چند معادله تجربي در یک حضه خاص بده تحقيق جامعي بهیژه در زمينه بررسي عدم قطعيت معادالت همچنين برآرد سهم عدم قطعيت ناشي از هرکدام از پارامترهای ردی معادالت گزارش نشده است. یکي از مهمترین مسائلي که در مرد استفاده از معادالت مختلف زمان تمرکز در مطالعات هيدرلژیکي مطرح ميباشد عدم قطعيت ناشي از عامل تأثيرگذار مختلف ميباشد. این مسئله برای مدلسازی بهیژه در حضههای فاقد آمار از اهميت بسزایي برخردار ميباشد. پژهش حاضر به دنبال یافتن عدم قطعيت هر کدام از معادالت همچنين برآرد سهم عدم قطعيت ناشي از پارامترهای ردی بهیژه شدت بارش ضریب زبری مانينگ مقياس نقشه تان تفکيک شکلگيری آبراههها ميباشد. ماد رشها ساختار معادالت زمان تمرکز DEM آستانه در تحقيق حاضر برای ارزیابي معادالت زمان تمرکز در حضههای مردمطالعه از رابطه تجربي نيمه تجربي پرکاربرد استفاده شده است. در معادالت منتخب پارامترهای ژئمرفلژیکي هاشناسي حضه از اهميت بسيار باالئي برخردار ميباشند. در جدل )1( جزئيات مربط به هر رش ارائه گردیده است. همچنين برای مقایسه هرچه بهتر معادالت با یکدیگر احد دادههای ردی طری در نظر گرفته شده تا خرجي همه معادالت در احد ساعت باشد. فرآيند استخراج دادههای ژئمرفلژيکی مردنياز معادالت زمان تمرکز محاسبه زمان تمرکز به رشهای مختلف نيازمند استخراج پارامترهای ژئمرفلژیکي حضه آبریز از ری نقشههای تپگرافي یا مدله یا رقمي ارتفاعي ميباشد. با تسعه رزافزن سيستم اطالعات جغرافيائي در ساله یا اخير کاربرد آن در مدلسازی هيدرلژیکي الگریتمها مدله یا مختلفي برای استخراج خدکار پارامترهای ژئمرفلژیکي حضه تسعه داده شده است که برخالف رشه یا سنتي دستي از دقت سرعت بسيار باالئي برخردار ميباشند. در پژهش حاضر از بسته نرمافزاری متنباز کانتم )Quantum GIS( GIS D 8 الگریتم برای استخراج پارامترهای مردنياز استفاده شده است. دادههای مرداستفاده برای ساخت مدل رقمي ارتفاعي با ابعاد سللي مختلف )5 تا 3 متر( نقشه تپگرافي با مقياس 1/5 سازمان نقشهبرداری کشر DEMهای 9 متری 1. Streams Delineation Threshold

77 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف... ASTER 3 متری DEMهای SRTM ميباشند. همچنين برای استخراج شبکه آبراههها دیگر پارامترهای فيزیگرافي آستانه شکلگيری آبراههها به ترتيب معادل 1 /5 3 درصد مساحت کل حضه اختيار شده است. آستانه شکلگيری آبراههها معياری برای استخراج شبکه زیرحضهها آبراههها در GIS بستر ميباشد. هر چه مقدار این آستانه بيشتر کمتر اختيار شد به ترتيب شبکه آبراهه با تراکم کمتر بيشتری استخراج خاهد گردید. علت انتخاب مقادیر مذکر برای آستانه شکلگيری آبراههها بر مبنای مقادیر متدال مرداستفاده در بسياری از تحقيقات مرتبط با مطالعات هيدرلژیکي ژئمرفلژیکي بده است )1991, Tarboton Azizian and.)shokoohi, 15 * جدل 1. معادالت زمان تمرکز جزئيات مربط به هر معادله نام تضيحات معادله مبتني بر تحليل معادله مج سينماتيک. S ASCE (Morgali & Linsley 1965) T c = 7.983L.6 n.6 i.4 بدست آمده در حضههای رستایي.1 A Bransby Williams T c =.65L(1S). بدست آمده در حضههای کچک کهستاني.385 H California Culverts Practice (1995) T c =.95L 1.155 بدست آمده از حضه کچک با مساحتي بين /1 تا 18/5 کيلمترمربع شيب آبراهه بين Chow (196) T c =.16L.64 S.3 Corps of Engineers (Linley 1977) T c =.191L.76 S.19 /51 تا /9 بدست آمده از 5 حضه کچک در کشر آمریکا با مساحتهایي کمتر از 1 کيلمترمربع بدست آمده از DNOS (Silveira 5) T c =.419k 1 A. L. S.4 6 مساحتهایي کمتر از حضه در کشر آمریکا با /45 شيب آبراهه بين /3 تا /1 کيلمترمربع بدست آمده در حضههایي با مساحت کمتر از Eagleson (196) T c =.75nLR.667 S.5 FAA (Chow et al 1988) T c =.3788(1.1 C)L.5 S.33 1 کيلمترمربع بدست آمده از اطالعات چندین فردگاه کشر آمریکا اندازهگيری شده در بدست آمده در حضههای آبریز با مساحت بين Morgali and Linsley (1965) T c = 7.354(nL).6 S.3 i.4 /5 تا /4 حضههای مسطح کيلمترمربع مناسب برای بدست آمده از 19 حضه در کشر آمریکا با مساحتي بين 64/8 تا 46 کيلمترمربع Johnstone & Cross (1949) T c =.463L.5 S.5 بدست آمده از دادههای آزمایشگاهي.34 S Kerbay-Hathaway (1959) T c =.66N.47 L.47 بدست آمده از دادههای آزمایشگاهي. S Kinematic wave (Kibler, 198) T c = 7.35n.6 i.4 L.6 بدست آمده از اطالعات مربط به چندین حضه در ایالتهای تنسي پنسيلانيا با مساحتي بين Kirpich-Tennessee(194) T c =.653L.77 S.385 McCuen et al (1984) T c =.535 i.7164 L.555 S.7 /4 تا /453 کيلمترمربع شيب آبراهه بين /3 تا /1 بدست آمده از 48 حضه شهری در آمریکا با مساحتي بين /4 تا 16 کيلمترمربع شيب آبراهه بين /7 تا /3 بدست آمده از حضههای کچک کشر ایتاليا.5 S Pasini (1914) T c =.18 A.33 L.33 بدست آمده از حضههای کچک کشر آمریکا.33 S Picking T c =.883 L.667 بدست آمده از 4 حضه کچک کشر آمریکا با مساحتي کمتر از 8 کيلمترمربع SCS Lag (Mackus 1961) T c =.57 (( 1 CN ) 9).7 L.8 S.5 * در جدل فق L: طل آبراهه اصلی ردخانه )km( S: شيب آبراهه اصلی )m/m( A: مساحت حضه آبريز ( i: )km شدت بارش )mm/hr( n: ضريب زبری مانينگ )بدن بعد( H: اختالف ارتفاعی ابتدا انتهای آبراهه )m( R: شعاع هيدرليکی )m( C: ضريب راناب )بدن بعد( N: ضريب تأخير مربط به پشش گياهی k: ضريب مربط به نع پشش سطح زمين :CN شماره منحنی حضه S: scs حداکثر نگهداشت رطبت در سطح حضه )mm( میباشند.

78 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 برآرد زمان تمرکز اقعی حضه برای برآرد زمان تمرکز اقعي حضه رشه یا مختلفي جد دارد که مهمترین آنها عبارتند از: رش تزریق ردیاب )معمال محلل نمک( در جریان محاسبه مدت زمان رسيدن ردیاب به پائيندست ردخانه ) )Dingman, محاسبه حدفاصل بين انتهای بارش مؤثر نقطه عطف بازی پایينرنده هيدرگراف سيالب مشاهداتي رش سرعت )Singh, 1988 McCuen et al. 1984( NRCS آبراههها زمان تمرکز را محاسبه مينماید که با حل هيدرليکي جریان در طل.)Fang et al., 7( استفاده از هر کدام از رشهای مذکر نيازمند دادههای مردنياز ميباشد که فراهم نمدن برخي از آنها در بسياری از حضهها ميسر نبده یا ازنظر اقتصادی زماني مقرن بهصرفه نميباشد. رش تزریق ردیاب نيازمند حجم باالی محلل ردیاب نيری انساني قابلتجه برای تزریق ردیابي آن در پائيندست هر بازه ميباشد به همين علت در حضههای بزرگ ازنظر اقتصادی زماني مقرن بهصرفه نميباشد. عالهبر این تزریق محللهای ردیاب در مسير جریان در یک محدد سيع ميتاند مشکالت زیستمحيطي خاصي را ایجاد نماید NRCS رش سرعت.)Comina et al., 13( نيز نيازمند اطالعات جامعي از مشخصات هندسي مسير جریان در آبراهههای مختلف )مانند طل آبراهه شيب آبراهه( نقشه مربط به پشش گياهي بستر آبراههها )برای محاسبه ضریب زبری مانينگ( ميباشد. حساسيت این رش در نحه برآرد پارامترهای ردی کاربرد آن را در حضههای فاقد آمار با مشکل اساسي ربر مينماید.)Fang et al., 7( رش سم نيز به علت عدم جد یک رش یکتا برای محاسبه نفذ متعاقب آن بارش مؤثر با محددیتهایي ربر ميباشد. برای کاهش محددیت کاربرد این رش ميتان اقدام به انجام چندین آزمایش نفذ در سطح حضه نمد با مقایسه نتایج مشاهداتي نتایج بدست آمده از معادالت نفذ متدال )مانند رش هرتن گرین-امپت شاخص Φ رش شماره منحني SCS...( بهترین رابطه نفذ را انتخاب بارش مؤثر را محاسبه نمد. در پژهش حاضر از رش سم یعني محاسبه فاصله زماني بين انتهای بارش مؤثر نقطه عطف اقع در بازی پایينرنده هيدرگراف سيالب مشاهداتي برای برآرد زمان تمرکز اقعي حضههای مردمطالعه استفاده شده است. نحه ارزيابی معادالت برای ارزیابي مقایسه انتخاب بهترین معادالت تجربي که تطابق مناسبي با دادههای بدست آمده از هيدرگراف مشاهداتي دارند از شاخص آماری درصد خطای نسبي )RE( استفاده شده است. رابطه مربط به شاخص مزبر به شرح زیر ميباشد: )رابطه 1( RE = 1 (Tc estimated Tc observed )/Tc observed در رابط فق :Tc estimated زمان تمرکز محاسباتي :Tc observed زمان تمرکز مشاهداتي ميباشد. بهطر قراردادی رابطهای مناسب ميباشد که درصد خطای نسبي آن کمتر از 1 درصد باشد Hosseini and Sharifi, Razmjoei et al., 11( 11(. همچنين رابطهای که دارای درصد خطای نسبي کمتر از درصد باشد ميتاند بهعنان رابطه قابلقبل در نظر گرفته شد. رش تحليل عدم قطعيت 1 عدم قطعيت حاصل فقدان یا کمبد اطالعات صحيح درباره پدیدهها فرآیندهای مرتبط با تعریف مسائل مختلف حل آنها ميباشد. با افزایش حضر پدیدههای طبيعي تصادفي مقادیر عدم قطعيتها افزایش ميیابد. در معادالت مدله یا تجزیهتحليل عدم قطعيت ریاضي محاسبه سه خاصيت آماری ميانگين اریانس ضریب تغييرات از متغير یا متغيرهای خرجي یک مدل دارای اهميت زیادی ميباشد 8(. بطرکلي برای تجزیهتحليل مرتبط با هيدرلژی آبهای سطحي رشه یا دارد که آنها را ميتان به سه دسته کلي 3 رشهای تقریبي متدالترین تحليل مرتبه رشه یا Khan et al., ( عدم قطعيت در مباحث مختلفي جد رشهای تحليلي رشهای شبيهسازی تقسيمبندی نمد. تجزیهتحليل عدم قطعيت رشه یا 4 ال )رش دلتا( رش برآرد نقطهای هار رش شبيهسازی منت-کارل ميباشد Tung, 1996; Khan et al., ( )8 از آنجائي که در پژهش حاضر رابطه بين زمان تمرکز پارامترهای ردی یک رابطه ریاضي نسبتا ساده صریح ميباشد نيازی به استفاده از رشهای پيچيده احتماالتي مانند منت- کارل نميباشد با استفاده از رش مرتبه ال تغييرات نيز ميتان اقدام به برآرد عدم قطعيت معادالت نمد. رش 1. Uncertainty Analysis. Analytic methods 3. Approximate methods 4. Frist-order analysis of uncertainties (Delta method)

79 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف... تحليل عدم قطعيت مرتبه ال به علت سادگي نسبي آن رشي متدال در بسياری از مسائل مهندسي به شمار ميآید ( Tung, 1996(. تحليل مرتبه ال برای تخمين مقدار عدم قطعيت یک مدل قطعي که دارای چندین پارامتر با مقدار نامشخص ) دارای عدم قطعيت( ميباشد کاربرد دارد. همچنين با استفاده از این رش ميتان متسط اریانس یک متغير تصادفي که خد تابعي از چندین متغير ميباشد را برآرد نمد. یک متغير تصادفي که تابعي از بهصرت زیر بيان نمد: )رابطه ( k متغير تصادفي ميباشد را ميتان پيچيده که تنها با استفاده از رایانه قابل اجرا است باشد. هدف از تحليل عدم قطعيت ارزیابي اثر عدم قطعيت پارامترهای ),x1,...,x xk بر خرجي یک مدل قطعي ميباشد. ردی ( رابطه فق را ميتان بهصرت( x y )g نيز بيان نمد. با استفاده از بسط سری تيلر حل k متغير تصادفي حذف ترمهای با مرتبه دم به باال رابطه زیر حاصل خاهد شد: )رابطه 3( هستند که مقدار عبارت بهنعي k y g(x ) + [ g 1 i=1 x i ]x x ) (x i / xi x g ضرائب حساسيت مبين نرخ تغييرات مقدار تابع رابطه فق gx ( ) x x در ميباشند. با فرض اینکه تمامي متغيرهای تصادفي مستقل از یکدیگر هستند اریانس تابع زیر محاسبه نمد: )رابطه 4( y را ميتان بهصرت σ y = Var[y] = ai σ xi همچنين ضریب تغييرات تابع y که همان عدم قطعيت خرجي ميباشد را نيز ميتان از رابطه زیر بدست آرد: )رابطه 5( در رابطه فق k CV y = [ a i ( x i ) CV μ xi ] y i=1.5 a g / x ميباشد. از آنجائي که در i i x رابطه )5( عدم قطعيت خرجي مدل مجمع عدم قطعيتهای ناشي از پارامترهای مختلف ميباشد بهراحتي ميتان سهم هر کدام از پارامترهای ردی را در عدم قطعيت خرجي محاسبه نمد. برای این کار بایستي ابتدا مشتق معادالت زمان تمرکز را نسبت به هر کدام از پارامترهای ردی ( ) a g / x i i x محاسبه نمد. سپس با تجه به دادههای مختلف اندازهگيری شده )از ری نقشههای با مقياس تان تفکيک مختلف( برای هر پارامتر تزیع احتماالتي حاکم بر آن استخراج پارامترهای آماری مانند ميانگين ضریب تغييرات محاسبه خاهند گردید. با جایگذاری مقادیر مزبر در رابطه )5( ميتان عدم قطعيت هر کدام از معادالت را بدست آرد. همچنين سهم عدم قطعيت ناشي از هر پارامتر نيز با تقسيم عدم قطعيت هر پارامتر بر عدم قطعيت کل بدست خاهد آمد )5 al.,.)loucks et از جمله مهمترین عاملي که مجب ایجاد عدم قطعيت در خرجي حاصل از رشه یا مختلف برآرد زمان تمرکز ميگردد ميتان به ماردی همچن: مقياس نقشههای تپگرافي )منبع داده( تان تفکيک مدلهای رقمي ارتفاعي آستانه شکلگيری آبراههها مقياس نقشه مربط به پشش گياهي کاربری اراضي )برای تعيين ضریب مانينگ برخي پارامترهای مرداستفاده در معادالت( مقادیر شدت بارش با دره بازگشتهای مختلف اشاره نمد. در پژهش حاضر عالهبر بررسي عدم قطعيت حاصل از معادالت مختلف به برآرد سهم هر کدام از عامل ردی بر خرجي معادالت نيز پرداخته شده است. محدده مطالعاتی در پژهش حاضر از اطالعات د حضه آبریز معرف با شرایط تپگرافي اقليمي متفات به نامهای کسيليان امامه استفاده شده است. حضه آبریز کسيليان از زیرحضههای ردخانه تاالر در استان مازندران به شمار ميآید. این حضه با تجه به ضعيت طبيعي آب ها پشش گياهي معرف مناطق کهستاني جنگلي در البرز مياني ميباشد. این حضه در شرق راه آهن تهران- مازندران در 7 کيلمتری بخش پل سفيد به مختصات 11 53 تا 17 53 طلي 59 35 تا 7 36 عرضي اقع است. حضه آبریز امامه نيز یکي از زیرحضههای ردخانه جاجرد بده که بخشي از دامنههای جنبي رشته کههای البرز مرکزی را به خد اختصاص داده است. این حضه بين مختصات 3 51 تا 38 51 طلي 51 35 تا 57 35 عرضي اقع شده است. مقعيت مکاني جزئيات مربط به پارامترهای ژئمرفلژیکي حضهه یا مذکر به ترتيب در شکل )1( جدل )( ارائه شده است. y g( x1, x,..., x k ) رابطه فق ميتاند یک معادله ریاضي ساده یا یک مدل 1. Sensitivity Coefficients. Coefficient of Variation

8 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 امامه کسيليان شکل 1. مقعيت جغرافيائی حضههای آبريز مطالعاتی جدل. مشخصات ژئمرفلژيکی حضههای مردمطالعه نام مساحت محيط طل آبراهه شيب متسط شيب متسط ارتفاع متسط حضه اختالف ارتفاع ابتدا )m( حضه )%( )km( اصلي )km( حضه ( )km آبراهه اصلي )%( انتهای آبراهه اصلي )m( 776 1569 16/4 4/7 16/5 4/5 کسيليان 67/ 14 65 13/ 9/ 13/5 9/1 امامه 37/ نتايج اثر مقياس نقشه تان تفکيک مدلهای رقمی ارتفاعی آستانه شکلگيری آبراههها بر پارامترهای ژئمرفلژيکی همانطر که عنان شد در این پژهش برای استخراج پارامترهای ژئمرفلژیکي مردنياز معادالت زمان تمرکز از آستانههای تا 1 /5 /5 3 نيز DEMهای بدست آمده از نقشههای تپگرافي DEMهای SRTM )با ابعاد سللي 5 متر( 3 استفاده بعمل آمده است. به علت حجم باالی دادههای استخراج شده تنها پارامترهای ژئمرفلژیکي حضه کسيليان در DEM با ابعاد سللي 5 متر در آستانههای /5 3 درصد )در د منبع مختلف( در شکلهای ) تا 7( نشان داده شده است. نتایج بدست آمده نشان ميدهد که در تمامي ردهها متسط شيب آبراههها زیرحضههای بدست آمده از نقشههای تپگرافي هماره از مقادیر بدست آمده از DEMهای SRTM کمتر ميباشد. به عنان مثال شيب آبراهه اصلي )رده 4( بدست آمده از نقشههای تپگرافي SRTM به ترتيب در حدد 5/3 6/5 درصد )در آستانه /5 درصد( ميباشد. در آستانه 3 درصد مقادیر مذکر به ترتيب معادل 1/9 3/3 درصد بدست آمده است. همچنين طبق نتایج ارائهشده در شکلهای )4 5( طل آبراهه بدست آمده از DEMهای SRTM نسبت به نقشههای تپگرافي هماره دارای مقدار کمتری ميباشد. به عنان مثال متسط طل آبراهه اصلي بدست آمده از نقشههای تپگرافي در آستانه /5 درصد نسبت به مقادیر بدست آمده از DEMهای SRTM در حدد 1 درصد بيشتر ميباشد. در شکلهای )6 7( نيز اثر تان تفکيک مدلهای رقمي ارتفاعي بر متسط طل آبراهههای هر رده در آستانههای درصد نشان داده شده است. 3 /5 باال بدن شيب همچنين پائين بدن طل آبراهه اصلي در DEMهای SRTM به معني افزایش سرعت حرکت جریان )در هر د بخش سطحاالرض آبراهه( متعاقب آن کاهش مقدار زمان تمرکز خاهد بد. رند تغييرات مذکر در تمامي ابعاد سللي جد دارد اما با افزایش ابعاد سللي یکسان شدن 1 محتی اطالعاتي نتایج حاصل از د منبع فق تقریبا یکسان ميگردد. نتایج کلي بدست آمده در حضه کسيليان در منابع تانهای تفکيک آستانههای مختلف حاکي از آن است که شيب طلي آبراهه اصلي بين 3/4 تا 7/4 درصد طل آن بين 6/43 تا 14/4 کيلمتر متغير ميباشند. همانطر که مالحظه ميگردد اثر مقياس نقشه تان تفکيک مدل رقمي ارتفاعي آستانه شکلگيری آبراههها بر مقادیر پارامترهای ژئمرفلژیکي تأثير قابلتجهي را در بر دارد به همين خاطر ميتان مارد فق را بهعنان یکي از منابع ایجاد عدم قطعيت در مقادیر محاسباتي زمان تمرکز برشمرد. در بخشهای بعدی به بررسي سهم عدم قطعيت ناشي از هر کدام از مارد فق بر خرجي معادالت مختلف زمان تمرکز پرداخته شده است. 1. Information Content

81 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف.....16.1 Sc-Topo Sb-Topo Sc-SRTM Sb-SRTM.38.34.3.6.13.1.8 Sc-Topo Sb-Topo Sc-SRTM Sb-SRTM.35.31.7.8..5.3.4.18.14.3.19. 1 3.1..15 1 3 شکل. تغييرات شيب طلی آبراهه زيرحضهها در د منبع مختلف )آستانه 3 درصد( شکل 3. تغييرات شيب طلی آبراهه زيرحضهها در د منبع مختلف )آستانه /5 درصد( 14 1 1 8 L-Topo L-SRTM 1.11.4 8 6 L-Topo L-SRTM 4.7 4.8 6 4.6.6.4 1.5 1.4 1.1 1 3 4 4 1.7 1.9.7.5 1 3 شکل 4. تغييرات متسط طل آبراههها در د منبع مختلف )آستانه 3 درصد( شکل 5. تغييرات متسط طل آبراههها در د منبع مختلف )آستانه /5 درصد( برآرد زمان تمرکز از ری هيدرگراف سيالب پس از بررسي آمار ایستگاههای هيدرمتری اقع در خرجي د حضه کسيليان امامه تعدادی اقعه سيالبي انتخاب پس از تجزیهتحليل )کسر دبي پایه محاسبه مدت زمان بارش مازاد( آنها مقادیر زمان تمرکز حضههای مذکر بدست آمد. در جدل )3( مقادیر زمان تمرکز مشاهداتي پارامترهایي همچن ضریب راناب عدد شماره منحني )CN( ارائه شده است. طبق محاسبات صرت گرفته متسط زمان تمرکز مشاهداتي برای د حضه کسيليان امامه به ترتيب معادل ساعت 3/7 4 ميباشد. در بخشهای بعدی از این مقادیر برای ارزیابي معادالت مختلف برآرد زمان تمرکز استفاده شده است. ارزيابی کارائی معادالت برآرد زمان تمرکز پس از استخراج پارامترهای مردنياز هر کدام از معادالت در د حضه آبریز کسيليان امامه مقادیر زمان تمرکز محاسبه با نتایج بدست آمده از هيدرگرافهای سيالب مشاهداتي مرد مقایسه ارزیابي قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده در حضه کسيليان رشهای Johnstone Morgali-Linsley McCuen FAA دارای خطای نسبي کمتر از 1 درصد ميباشند به همين علت مطلب ارزیابي ميشند. رشهای Morgali-Linsley عالهبر پارامترهای McCuen ژئمرفلژیکي به پارامترهایي همچن شدت بارش ضریب زبری مانينگ نيز ابسته ميباشند همين مسئله کاربرد آنها را با عدم قطعيتهای معنيداری ربر مينماید. لذا تصيه ميشد در حضههایي با شرایط اقليمي تپگرافي مشابه حضه کسيليان از معادالت FAA Johnstone استفاده بعمل آید. رابط مربط به Eagleson SCS-Lag Kirpich-Ten California Picking DNOS نيز به علت دارا بدن خطایي بين 58-91 درصد از قابليت بسيار پائيني برای برآرد زمان تمرکز در این حضه برخردار ميباشند. همچنين در این حضه حداکثر حداقل اختالف بين مقادیر مشاهداتي محاسباتي به ترتيب در حدد 7/8 )معادله )McCuen )SCS-Lag( 9/8 درصد ميباشد. یکي از نکات قابلتجه در

8 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 عملکرد معادالت برآرد زمان تمرکز در حضه آبریز کسيليان تخمين کم مقادیر محاسباتي نسبت به مقادیر مشاهداتي ميباشد. یکي از علتهای این امر را ميتان به پشش متراکم جنگلي حضه کسيليان مرتبط دانست که مجب ميشد جریان آب مدت زمان زیادی را جهت رسيدن به خرجي حضه طي نماید. عالهبر این عمده معادالت مجد زمان تمرکز را تنها بر اساس پارامترهایي همچن: شيب طل آبراهه اصلي محاسبه نمده از اثر جریانهای سطحاالرض چشمپشي مينمایند. در سی مقابل مقادیر زمان تمرکز بدست آمده از تجزیهتحليل هيدرگرافهای سيالب مشاهداتي مبين مدت زمان حرکت جریان در هر د بخش آبراهه سطحاالرض ميباشد به همين خاطر نسبت به بسياری از معادالت مقادیر باالتری را بدست ميدهد. در شکل )8( درصد خطای نسبي هر کدام از معادالت در حضه کسيليان نشان داده شده است. جدل 3. زمان تمرکز ضريب راناب شماره منحنی حضههای کسيليان امامه نام حضه تعداد رگبار ضریب عدد شماره زمان تمرکز )دقيقه( شدت بارش دامنه تغييرات شدت دامنه تغييرات ضریب )mm/hr( بارش )mm/hr( مانينگ راناب )C( منحني )CN( /-1/5 44-7 4 87 /31 کسيليان 6 /-1/4 8-5 6 86 /8 امامه 8 1 1 DEM5m DEM5m DEM1m DEM3m.5. DEM5m DEM5m DEM1m DEM3m 8.15 6 4.1.5 1 3 4 1 3 4 شکل 6. اثر تان تفکيک DEM بر متسط شيب آبراهههای هر رده )در آستانه /5 درصد( شکل 7. اثر تان تفکيک DEM بر متسط طل آبراهههای هر رده )در آستانه /5 درصد( 5 45 4 35 3 5 15 1 5 شکل 8. مقادير مشاهداتی محاسباتی زمان تمرکز در حضه آبريز کسيليان در حضه آبریز امامه نيز رشهای Morgali-Linsley به ترتيب دارای خطای نسبي 7 9/3 درصد ميباشند لذا رشهای مناسبي برای تخمين زمان تمرکز در این حضه معرفي ميگردند )شکل 9(. همچنين رشهای FAA Johnstone SCS-Lag نيز به علت دارا بدن خطای نسبي کمتر از درصد رشهای قابل قبلي بشمار

83 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف... ميآیند. در این حضه نيز رابط مربط به Picking Eagleson California Kirpich-Ten DNOS Chow به علت ایجاد خطائي بين 58-86 درصد از قابليت کاربرد بسيار پائيني برخدار ميباشند. به عبارت بهتر رشهای مزبر برای تخمين زمان تمرکز در حضههای کهستاني مناسب نميباشند بایستي از رابط مناسب که در باال بدانها اشاره شد استفاده گردد. در رابطه با تطابق نتایج این تحقيق با پژهشهای صرت گرفته تسط محققين مختلف ميتان به مارد مختلفي اشاره نمد. بهعنان مثال Razmjoei et al )11( پس از ارزیابي نتایج بدست آمده از رشهای تجربي با مقادیر اندازهگيری شده صحرائي رابطه را بهعنان رش مناسب برای برآرد زمان تمرکز معرفي نمدند. )6( Mobaraki نيز با بررسي معادالت تجربي مختلف زمان تمرکز رشهای FAA صرت گرفته تسط را مناسب ارزیابي نمدند. تحقيقات )( Eslamian Moghaddamnia and Mehrabi )5( نيز حاکي از آن است که رشهای SCS از کارائي بهمراتب بهتری نسبت به رشهای دیگر برخردار ميباشند. همچنين طبق تحقيقات انجام شده تسط رشهای Dastourani et al California Kirpich )13( نتایج حاصل از دارای درصد Yen-Chow خطای نسبي بين 4 تا 75 درصد نسبت به مقادیر مشاهداتي ميباشند. 3 5 15 1 5 شکل 9. مقادير مشاهداتی محاسباتی زمان تمرکز در حضه آبريز امامه عالهبر آنچه که در حضه کسيليان اشاره شد یکي دیگر از علتهای اصلي اختالف بين مقادیر محاسباتي مشاهداتي را ميتان به ماهيت شرایط مجد در ساختار معادالت مرتبط بهعنان نمد. مثال رش Kirpich-Ten برای DNOS حضههای آبریز کچکي با مساحت کمتر از 1 کيلمترمربع شيب آبراهه کمتر از حضههای بزرگمقياس 9 درصد تسعه داده شدهاند لذا در پرشيب )مانند مناطق کهستاني( از کارائي مطلب مناسبي برخردار نميباشند )194, Kirpich.)Silveira, 5 به عبارت بهتر تجه به محددیتهای حاکم بر معادالت ميتاند در انتخاب معادالت مناسب حضهه یا بهیژه در فاقد آمار بسيار سدمند مفيد باشد. عدم آگاهي از ساختار محددیتهای حاکم بر معادالت مجب شده که در بسياری از مطالعات تحقيقات صرت گرفته از رش کرپيچ بهعنان گردد. متدالترین رش برای برآرد زمان تمرکز استفاده تحليل عدم قطعيت معادالت زمان تمرکز برای برآرد عدم قطعيت با استفاده از رش تحليل مرتبه ال بایستي ميانگين اریانس ضریب تغييرات )CV( هر کدام از پارامترهای ردی مشخص باشد. همانطر که قبال نيز عنان شد برای برآرد مقادیر آماری مذکر بایستي تزیع احتماالتي حاکم بر هر پارامتر مشخص باشد. با استفاده از مقادیر اندازهگيری شده )از نقشههای با مقياس تان تفکيک مختلف( برای هر پارامتر استفاده از بسته نرمافزاری SPSS تزیع احتماالتي محاسبه از ری آن مقدار متسط ضریب تغييرات برآرد گردیدند. طبق نتایج بدست آمده در این پژهش تزیع احتماالتي حاکم بر پارامترهای طل آبراهه )L( شيب آبراهه )S( اختالف ارتفاع ابتدا انتهای آبراهه )H( از تزیع گاما تزیع احتماالتي حاکم بر شدت بارش )i( ضریب زبری مانينگ )n( از تزیع لگ نرمال تبعيت مينمایند. همچنين الزم به ذکر است که طبق تحقيقات )9( McCuen تزیع

84 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 احتماالتي حاکم بر پارامترهای ژئمرفلژیکي ضریب مانينگ عمدتا از تزیع گاما تبعيت مينمایند که با یافتههای این تحقيق مطابقت خبي را نشان ميدهد. با تجه به حجم باالی نتایج بدست آمده تنها نتایج بدست آمده در حضه کسيليان ارائه شده است. در شکلهای )1 تا 14( عدم قطعيت هر کدام از معادالت همچنين سهم عدم قطعيت ناشي از هر کدام از پارامترهای ردی معادالت نشان داده شده است. 1 8 67.9 6 53 49 51 48 4 5.5 39.4 19.5 19.8 3.7 11. 15. 3 3.5..3 31.3 شکل 1. ضريب تغييرات )عدم قطعيت( رشه یا مختلف برآرد زمان تمرکز i طبق نتایج بدست آمده رشهای Johnstone FAA Chow Corps of Engineers سی مقابل رشهای دارای کمترین عدم قطعيت در Kinematic wave Eagleson ASCE McCuen Morgali-Linsley دارای بيشترین مقدار عدم قطعيت ميباشند. نتایج مذکر حاکي از آن است که رشهایي که عالهبر پارامترهای ژئمرفلژیکي از پارامترهای دیگری همچن شدت بارش ضریب زبری مانينگ نيز استفاده مينمایند دارای عدم قطعيت بيشتری هستند. در این رشها افزایش تعداد پارامترهای ردی مجب افزایش عدم قطعيت آنها نيز شده است لذا به هنگام استفاده از این رشها بهیژه در حضههای فاقد آمار بایستي نهایت دقت را در برآرد مناسب پارامترهای ردی بعمل آرد. بررسي نتایج بدست آمده نشان ميدهد که در چنين رشهایي سهم پارامترهای ژئمرفلژیکي )مانند طل شيب آبراهه اصلي اختالف ارتفاع ابتدا انتهای آبراهه ارتفاع متسط مساحت حضه( در مقدار عدم قطعيت خرجي نسبتا کم ميباشد. بهعنان مثال در رشهای ASCE Eagleson Morgali-Linsley سهم پارامتر طل آبراهه اصلي )L( به ترتيب معادل 8/5 8/3 8/3 درصد ميباشد )شکل 11(. همچنين در رشهای مذکر سهم پارامتر شيب آبراهه نيز بسيار پائين بده به ترتيب در حدد 1/9 4/ 4/3 درصد ميباشد )شکل 1(. بر خالف پارامترهای ژئمرفلژیکي پارامترهای شدت n بارش ضریب مانينگ به علت دارا بدن عدم قطعيت بيشتر از تأثير سهم قابلتجهي بر عدم قطعيت خرجي حاصل از معادالت زمان تمرکز برخردار ميباشند. به عبارت بهتر رشهای مذکر از حساسيت بسيار زیادی نسبت به پارامترهای برخردار هستند. هر چند الزم به ذکر است که نسبت سهم عدم قطعيت ناشي از این پارامترها در حضههای با اقليم مرطب )که با تغييرات زیاد شدت بارش تنع باالی پشش گياهي همراه هستند( نسبت به حضههای با شرایط اقليمي خشک نيمهخشک متفات ميباشد. از ميان معادالت مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي نيز رش DNOS کمترین ابستگي رشهای Corps of Engineers از بيشترین ابستگي به پارامتر طل آبراهه برخردار ميباشند. همچنين در این رشها سهم عدم قطعيت ناشي از پارامتر شيب آبراهه کمتر از درصد برآرد شده است. به عبارت بهتر حساسيت آن دسته از معادالتي که مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي ميباشند نسبت به طل آبراهه بهمراتب بيشتر از عامل شيب ميباشد. طبق محاسبات صرت گرفته متسط سهم پارامتر طل شيب آبراهه اصلي در عدم قطعيت معادالت مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي به ترتيب در حدد 5 /5 درصد ميباشد که این خد به معني تأثير تقریبا برابری طل آبراهه نسبت به شيب آبراهه ميباشد.

85 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف... 1 1 9.7 89 8 65.9 66.7 65. 65.9 6 4 51.9 45.9 5.6 39.7 8.5.3 8.3 8.5 4.1 8.3 16.7 1 شکل 11. سهم عدم قطعيت ناشی از پارامتر طل آبراهه اصلی 8 83.3 6 4 34.1 41.8 33.3 34.8 34.1 34.9 1.9 7.3 11 19.6 4. 1.6 1.9 1.1 4. شکل 1. سهم عدم قطعيت ناشی از شيب آبراهه اصلی در یک جمعبندی کلي ميتان چنين عنان نمد که در حضههای مرطب سهم پارامترهای تأثيرگذار در خرجي معادالت به ترتيب عبارتند از: شدت بارش ضریب مانينگ طل آبراهه اختالف ارتفاع ابتدا انتهای آبراهه شيب آبراهه شماره منحني مساحت حضه. هر چند در حضههای خشک نيمهخشک به علت پائين بدن تغييرات شدت بارش ضریب مانينگ از اهميت تأثير بهمراتب بيشتری بر مقادیر زمان تمرکز برخردار ميباشد. بهعنان مثال در حضه آبریز امامه )که دارای تغييرات شدت بارش کمتری نسبت به حضه کسيليان برخردار ميباشد( در معادله سهم عدم ASCE قطعيت ناشي از پارامتر ضریب زبری شدت بارش به ترتيب در حدد 61 31 درصد ميباشد )شکل 13( این در حاليست که در حضه کسيليان این مقادیر به ترتيب معادل 41 48/6 درصد برآرد شده است )شکل 14(. همانطر که مالحظه ميگردد برخالف حضه کسيليان که د عامل شدت بارش ضریب زبری آبراهه دارای سهم تأثير تقریبا یکساني ميباشند در حضه امامه سهم عدم قطعيت ناشي از ضریب زبری تقریبا برابر پارامتر شدت بارش ميباشد. بررسي پژهشهای صرت گرفته تسط محققين مختلف نيز حاکي از جد عدم قطعيت قابلتجه در خرجيهای حاصل از رشهای برآرد زمان تمرکز ميباشد. بهعنان مثال پژهشهای صرت گرفته تسط رش مبتني بر سرعت حرکت جریان در (9) McCuen NRCS بر ری نشان ميدهد که عدم قطعيت محاسبه زمان تمرکز با این رش در حضههای کچک بزرگ به ترتيب در حدد 39 59 درصد ميباشد. همچنين طبق تحقيقات صرت گرفته تسط USWRC )1981( 7 حضه کشر آمریکا متسط عدم قطعيت مجد در برآرد پارامترهای شيب طل آبراهه )از نقشههای با مقياس

86 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 مذکر به انجام رسيده همخاني قابلتجهي را با پژهشهای صرت گرفته تسط محققين مختلف از خد نشان ميدهد. مختلف( مقدار زمان تمرکز به ترتيب در حدد 61 15/3 4 درصد ميباشد. همانطر که مالحظه ميگردد نتایج حاصل از این پژهش که در سطح گستردهتری نسبت به مطالعات 75 6 48.6 47.5 48.6 47.5 45 41 4 41 39.9 3 15 ASCE Eagleson Kinematic-Wave Morgali-Linsley شکل 13. سهم عدم قطعيت ناشی از شدت بارش ضريب زبری مانينگ )حضه کسيليان( 9 75 6 61.5 56. 61. 57.8 45 3 31.4 9.8 31. 9. 15 ASCE Eagleson Kinematic-Wave Morgali-Linsley شکل 14. سهم عدم قطعيت ناشی از شدت بارش ضريب زبری مانينگ )حضه امامه( بررسی عدم قطعيت ناشی از مقياس نقشه تان تفکيک DEM آستانه شکلگيری آبراههها همانطر که در بخشهای قبل نيز عنان شد معادالت برآرد زمان تمرکز عمدتا ابسته به پارامترهای ژئمرفلژیکي ميباشند به همين علت تحت تأثير مقياس نقشه تان تفکيک مدله یا رقمي ارتفاعي آستانه شکلگيری آبراههها ميباشند اما سؤالي که در اینجا مطرح ميباشد عبارتست از "عدم قطعيت ناشي از هر کدام از مارد فق بر عملکرد معادالت مختلف زمان تمرکز چه مقدار ميباشد ". برای پاسخ به این سؤال ابتدا بایستي محدده تغييرات پارامترهای ژئمرفلژیکي در هر حالت استخراج پس از برآرد ضریب تغييرات هر پارامتر مقدار عدم قطعيت هر کدام از معادالت زمان تمرکز محاسبه گردد. نتایج بدست آمده حاکي از آن است که در تمامي معادالت مبتني بر پارامترهای ژئمرفلژیکي عدم قطعيت حاصل از آستانه شکلگيری آبراههها به مراتب بسيار بيشتر از عدم قطعيت ناشي از د عامل مقياس نقشه تان تفکيک DEM ميباشد. متسط عدم قطعيت ناشي از عامل مذکر در شکل )15( نشان داده شده است. همانطر که مالحظه ميگردد عدم قطعيت ناشي از آستانه شکلگيری آبراههها تقریبا 3 تا 4 برابر عدم قطعيت حاصل از د عامل دیگر ميباشد. لذا تصيه ميگردد به هنگام محاسبه زمان تمرکز به تأثير آستانه شکلگيری آبراههها تجه یژهای شده از انتخاب مقادیر باال یا پائين برای آن پرهيز شد.

87 عزيزيان: ارزيابی تحليل عدم قطعيت معادالت مختلف... DEM شکل 15. سهم عدم قطعيت ناشی از عامل تأثيرگذار بر پارامترهای ژئمرفلژيکی عدم تجه به مسئله مذکر ميتاند منجر به محاسبه کم یا زیاد زمان تمرکز در یک حضه متعاقب آن محاسبه دبي اج سيالب با عدم قطعيت باال گردد. Kinematic Wave McCuen ASCE در معادالتي مانند: Morgali-Linsley که عدم قطعيت ناشي از پارامترهای شدت بارش ضریب زبری نسبت به پارامترهای ژئمرفلژیکي بسيار بيشتر ميباشد عدم قطعيت حاصل از منابع فق ناچيز ميباشد. به عبارت بهتر در چنين معادالتي اهميت ترمهای ژئمرفلژیکي پائين بده سهم کليه عدم قطعيتهای ناشي از مقياس نقشه تان تفکيک DEM آستانه شکلگيری آبراههها به کمتر از محدد ميگردد. نتيجهگيری از درصد 1 پژهش حاضر با هدف ارزیابي تحليل عدم قطعيت معادالت تجربي نيمه تجربي زمان تمرکز همچنين تعيين سهم عدم قطعيت ناشي از هر کدام از پارامترهای ردی معادالت )شدت بارش ضریب زبری مانينگ ضرائب مربط به پشش گياهي حضه مقياس نقشه تان تفکيک مدلهای رقمي ارتفاعي آستانه شکلگيری آبراههها( به انجام رسيده است. نتایج حاصل ارزیابي معادالت در د حضه آبریز امامه کسيليان نشان ميدهد که معادالت Morgali-Linsley نسبت به معادالت دیگر به علت دارا بدن خطای نسبي کمتر از ميشد در حضههای کهستاني پرشيب از معادالت مذکر بهعنان معادالت مناسب برای برآرد زمان تمرکز استفاده بعمل آید. همچنين در هر د حضه مذکر مقادیر بدست آمده از معادالت Picking DNOS Kirpich-Ten California Eagleson اختالف زیادی با مقادیر مشاهداتي دارند به طری که درصد خطای نسبي این معادالت بيش از 5 درصد ميباشد. در نتيجه استفاده از معادالت مذکر در حضههای کهستاني پرشيب تصيه نميگردد. تمامي معادالت تجربي نيمه تجربي زمان تمرکز به پارامترهای ژئمرفلژیکي هاشناسي ابسته هستند جد نقشههای با مقياسهای متفات منجر به ایجاد عدم قطعيت در خرجي آنها ميگردد. طبق نتایج بدست آمده در این پژهش McCuen FAA از ميان معادالت مردبررسي معادالت به ترتيب دارای بيشترین کمترین عدم قطعيت ميباشند. همچنين از ميان عامل مختلف تأثيرگذار بر عملکرد معادالت مختلف پارامترهای هاشناسي )مانند شدت بارش( پارامترهای مربط به پشش گياهي نع کاربری )مانند ضریب زبری شماره منحني( نسبت به پارامترهای ژئرمرفلژیکي از اهميت بهمراتب بيشتری برخردار ميباشند. همچنين در معادالتي که تنها ابسته به پارامترهای ژئمرفلژیکي هستند عدم قطعيت ناشي از آستانه شکلگيری آبراههها تقریبا 3 تا 4 برابر عدم قطعيت ناشي از عاملي همچن مقياس نقشه تان تفکيک DEM ميباشد که این بدین معني است که آستانه شکلگيری آبراههها از تأثير بهمراتب بيشتری بر عملکرد معادالت زمان تمرکز برخردار ميباشد. جمعبندی کلي پارامترهای ميتان چنين مرداستفاده عنان در یک نمد که حساسترین در ساختار معادالت زمان تمرکز به ترتيب عبارتنداز: شدت بارش ضریب زبری مانينگ ) دیگر ضرائب مربط به پشش( طل آبراهه اصلي شيب متسط آبراهه اختالف ارتفاع ابتدا انتهای آبراهه عدد شماره منحني )CN( مساحت حضه. حضههای خشک شدت بارش بسيار بيشتر ميباشد. البته الزم به ذکر است که در نيمه خشک تاثير ضریب زبری نسبت به REFERENCES Azizian, A. and Shokoohi, A.R. (14). DEM resolution and stream delineation threshold effects on the results of geomorphologic-based rainfall runoff models. Turkish J Eng Env Sci, 38, 64-78. Azizian, A. and Shokoohi, A.R. (15a). Effects of Data resolution and stream delineation threshold effects on the results of a Kinematic Wave based GIUH model. Journal of Water S.A, 4(9), 61-7. Azizian, A. and Shokoohi A.R. (15b). Investigation of the Effects of DEM Creation Methods on 3 5 15 1 5 8.3 4.6 1 درصد از کارائي مناسبتری برخردار ميباشند. لذا تصيه the Performance of a Semi distributed Model: TOPMODEL. J. Hydro. Eng, (11), 5155 (1-9). Azizian, A. and Shokoohi, A.R. (16). Effect of Data Spatial Resolution on Topographic Index and Performance of the Simi-Distributed Model (TOPMODEL). Modares Civil Engineering Journal, 16(), 187-1 (In Farsi). Comina, C., Lasagna, M., Luca, D. A. De., and Sambuelli, L. (13). Discharge measurement with salt dilution method in irrigation canals: 6

88 تحقيقات آب خاک ايران درە 48 شمارە تابستان 1396 direct sampling and geophysical controls. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss, 1, 135-16. Dastourani, M.T., Abdollahvand, A., Osareh, H., Talebi, A. and Moghaddamnia, A. (13). Determination of application of some experimental relations of concentration time for estimation of surveying time in waterway. Journal of Watershed Management Research, 99, 4-5 (In Farsi). Dingman, S. L. (). Physical Hydrology, Prentice Hall. Eslamian, S. and A. Mehrabi. (5). Determination of experimental relations in estimation of concentration time in mountainous watershed basins. Journal of Natural Resources and Agricultural Sciences, 1(5), 3-34 (In Farsi). Fang, X., Thompson, D. B., Cleveland, T. G., and Pradhan, P. (7). Variations of time of concentration estimates using NRCS velocity method. J. Irrig. Drain Eng, 133(4), 314 3. Fang, X., Thompson, D. B., Cleveland, T. G., Pradhan, P., and Malla, R. (8). Time of concentration estimated using watershed parameters determined by automated and manual methods. J. Irrig. Drain Eng, 134(), 11. Froehlich, D.C. (11). NRCS overland flow travel time calculation. J. Irrig. Drain Eng, 137(4), 58 6. Kirpich, Z. P. (194). Time of concentration of small agricultural watersheds. Civil Eng, 1(6), 36 368. Khan, A.L., Lye, L. and Husain, T. (8). Latin Hypercube Sampling for Uncertainty Analysis in Multiphase Modelling, J. of Environ. Eng. Sci., 7, 617-66. Kosari, M.R., Saremi Nayeeni, M.A., Tazeh, M. and Rahim Firrozeh, M. (1). Sensitivity analysis of four concentration time estimation methods in watershed basins. Journal of Khoshkboom, 1(1), 43-55 (in Farsi). Kumar, R., Chatterjee, C., Singh, R.D., Lohani, A.K. and Kumar, S. (4). GIUH based Clark and Nash models for runoff estimation for an ungauged basin and their uncertainty analysis. Intl. J. River Basin Management, (4), 81 9. Loucks, D.P., Van Beek, E., Stedinger, J., Dijkman, J.P.M. and Villars, M.T. (5). Water Resources Systems Planning and Management An Introduction to Methods, Models and Applications. UNESCO publishing, Turin, Italy. Manjo, K.C. and Fang, X. (14). Estimating Time of Concentration of Overland Flow on Impervious Surface using Particle Tracking Model. World Environmental and Water Resources Congress. Water without Borders ASCE. McCuen, R. (9). Uncertainty Analyses of Watershed Time Parameters. J. Hydrol. Eng, 14(5), 49-498. McCuen, R. H. and Spiess, J. M. (1995). Assessment of kinematic wave time of concentration. J. Hydraul. Eng, 11(3), 56 66. McCuen, R. H., Wong, S. L. and Rawls, W. J. (1984). Estimating urban time of concentration. J. Hydraul. Eng, 11(7), 887 94. Mobaraki, J. (6). Analysis the accuracy of empirical Tc and time to peak equations. MSc. Dissertation, Natural resources faculty. Tehran. Moghaddamnia, E. (). Comparing time of concentration, lag time and time to peak equations with using empirical equations and the shape of hydrograph, MSc. Dissertation, Natural resource and marine sciences, Tarbiat Modares university, Tehran. NRCS (Natural Resource Conservation Service). 1986. Urban hydrology for small watersheds. Tech. Release No., Soil Conservation Service, U.S. Dept. of Agriculture, Washington, DC. Pavlovich, S. B. and Moglen, G. E. (8). Discretization issues in travel time calculation. J. Hydrol. Eng, 13(), 71 79. Razmjoei, N., Mahdavi, M., Mohseni Saravi, M. and MoetamedVaziri, B. (11). Comparing some of Tc equations (case study: Tehran). 7 th National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering of Iran, Esfahan University. Sadeghi, S. H. R., Mostafazadeh, R. and Sadoddin, A. (15). Changeability of simulated hydrograph from a steep watershed resulted from applying Clark s IUH and different time area histograms. J. of Environ. Eng. Sci, 74(4), 369-3643. Sharifi, S. and Hosseini, S.M. (11). Methodology for identifying the best equations for estimating the time of concentration of watersheds in a particular region. J. Irrig. Drain Eng. 137(11), 71 719. Singh, V. P. (1988). Hydrologic systems: Rainfallrunoff modeling. Vol. 1, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ. Tarboton, D. G. (1991). On the extraction of channel networks from digital elevation data. Hydrological Processes, 5(1), 81-1. Tung, Y.K. (1996). Uncertainty analysis in water resources engineering. Tick, K. S. Goulter, I. C., Xu, c., Wasimi, S. A., and Bouchart, F. (Eds.), In Stochastic Hydraulics 96. USACE (U.S. Army Corps of Engineers). 1. HEC- HMS hydrologic modeling system. User s manual Version..1.www.usace.army.mil. USWRC (U.S. Water Resources Council). 1981. Estimating peak flow frequencies for natural ungaged watersheds. Washington, D.C. Viessman, W. Jr. and Lewis, G. L. (3). Introduction to hydrology. Pearson Education, New York. Wong, T. S. W. (5). Assessment of time of concentration formulas for overland flow. J. Irrig. Drain Eng, 131(4), 383 387. Wong, T. S. W. (9). Evolution of kinematic wave time of concentration formulas for overland flow. J. Hydrol. Eng, 14(7), 739 744.