به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

mohammad bashirgonbad

  • سهیلا ملایری، محمد بشیرگنبد*
    مقدمه و هدف

    همه ساله با نفوذ سامانه های بارشی و همچنین شرایط محلی که بیشتر تحت تاثیر فعالیت های غیراصولی بشر است، سیل خسارات زیادی به منابع طبیعی، سکونت گاه ها و پروژه ها وارد می کند. گاهی در اثر سیلاب ایستگاه های هیدرومتری تخریب شده و یا اینکه حوزه آبخیز کوچک فاقد ایستگاه هیدرومتری می باشند، درنتیجه برآورد رواناب و دبی های حداکثر سیلاب نیازمند روش مناسبی است تا در این حوضه ها، مقادیر رواناب و سیلاب محاسبه شده و از خسارات آن ها پیشگیری شود. پیشگیری از این خسارات زمانی اهمیت دوچندانی دارد که حوضه موردمطالعه مشرف به مکان هایی با تراکم بالای سکونتگاه و تاسیسات شهری باشد که می تواند جان بسیاری از ساکنین را تهدید نماید. در این تحقیق حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر به منظور برآورد میزان رواناب در هریک از زیر حوضه های آن موردبررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر با وسعت 14700 هکتار از شمال تا شمال شرقی شهر کشیده شده است. پردازش مدل رقومی ارتفاعی و بازدید های میدانی منجر به شناسایی 5 زیر حوضه در منطقه مشرف به شهر شد. برای برآورد ارتفاع رواناب و حجم سیلاب در هر زیر حوضه از روش شماره منحنی استفاده شد. شدیدترین واقعه بارش به مقدار 88 میلی متر در روز با در دوره بازگشت 30 سال به عنوان بارش طراحی و مقدار بارش پیشین در 5 روز قبل از این واقعه با مقدار تجمعی 45/2 میلی متر لحاظ شد. برای محاسبه پارامترهای فیزیکی حوضه در این مطالعه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، پوشش گیاهی، خاک و همچنین نقشه کاربری اراضی رقومی یا تولید شد. با به کارگیری تصاویر سنتینل-2 که دارای 13 باند طیفی و توان تفکیک مکانی 10 متری است هم زمانی نقشه های وضعیت کاربری اراضی و بارش طراحی تامین شد. سپس با استفاده از تلفیق لایه های گروه های هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و با به کارگیری روش سرویس حفاظت خاک ایالات متحده، نقشه شماره منحنی تولید شد. با توجه به مقدار بارندگی 5 روز قبل و قرار گیری حوضه در شرایط رطوبت پیشین مرطوب، مقدار شماره منحنی برای حالت مرطوب تصحیح شد. مقادیر شماره منحنی با سه رویکرد شماره منحنی وزنی برای هر زیر حوضه، میانگین حسابی شماره منحنی هر زیر حوضه و رویکرد ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری، مورد مقایسه قرار گرفت. از روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز هریک از زیر حوضه ها استفاده شد. در مرحله بعد با استفاده از داده های بارش حداکثر روزانه ایستگاه ملایر در دوره آماری 1991 تا 2021 با استفاده از رابطه سرویس حفاظت خاک ایالات متحده مقادیر ارتفاع بارش به ارتفاع رواناب تبدیل شد سپس میزان دبی اوج سیل برای هر زیر حوضه محاسبه گردید.

    یافته ها

    فقر پوشش گیاهی دائمی و وجود علفی های یک ساله از دلایل پتانسیل بالای زیر حوضه ها در تولید رواناب است. درنتیجه متوسط شماره منحنی در روش های میانگین حسابی و وزنی به ترتیب 79/09 و 81/46 است که نشان از توانایی بالای حوضه در تولید رواناب است. تبدیل مقادیر شماره منحنی به ارتفاع و دبی اوج سیل با استفاده از روش شماره منحنی وزنی و میانگین حسابی و در نهایت مقایسه نتایج آن با رویکرد محاسبه ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری منطقه موردمطالعه اختلاف معنی داری را نشان نداد و درنهایت نقشه های ارتفاع رواناب و دبی اوج سیل مربوط به هر زیر حوضه ترسیم شد. زیر حوضه شمالی حوضه با میانگین ارتفاع رواناب 44/32 میلی متر و دبی اوج 168 مترمکعب در ثانیه بیشترین مشارکت را در گسیل سیل به سمت شهر ملایر داراست و زیر حوضه شماره 4 در بخش جنوب شرقی حوضه کمترین مشارکت را در تولید سیل دارد. همچنین در ارتباط بین مساحت و ارتفاع رواناب، نتایج نشان داد در هر سه روش محاسبه شماره منحنی و ارتفاع رواناب لزوما حوضه هایی که مساحت بیشتری دارد بیشترین مشارکت در وقوع سیل را نداشته و عوامل دیگری نیز در این نتایج نقش دارد که می توان گستردگی بیرون زدگی های سنگی و کاهش زمان تمرکز به دلیل شیب زیاد را از دلایل این مساله دانست. شکل گیری طولانی ترین آبراهه حوضه با 16314 متر طول در زیر حوضه شماره سه که پس از زیر حوضه شماره دو بیشترین دبی اوج سیل را داراست از نکات فنی موردبحثی است که می تواند تخلیه سریع دبی اوجی حدود 100 مترمکعب در ثانیه را به عهده داشته باشد؛ اما بررسی شیب طولی حدود دو درصدی آن حاکی از خطر بالای سیل گرفتگی ناشی از عدم تخلیه در بارش های با دوره بازگشت بالا است که به نوبه خود خطری جدی برای تهدیدات ناشی از سیل در بخش جنوب شرقی شهر است. تلاقی بخش انتهایی آبراهه اصلی با خروجی سایر زیر حوضه ها و تجمیع رواناب زیر حوضه های بالادست از مشکلات دیگری است که خطر آب گرفتگی مناطق پایین دست را افزایش می دهد.

    نتیجه گیری

    استفاده از روش شماره منحنی برای برآورد میزان رواناب تولیدشده در حوضه های مشرف به سکونتگاه ها که عمدتا فاقد ایستگاه هیدرومتری روش مناسبی است. حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر به دلیل وجود مراتع کم تراکم و کشاورزی دیم پتانسیل بالایی در تولید رواناب دارد به همین دلیل باید اقدامات اساسی آبخیزداری برای جلوگیری از ایجاد رواناب و سیل در مواقع بارندگی صورت گیرد.

    کلید واژگان: بارش، رواناب، روش شماره منحنی، سیلاب شهری، شهر ملایر
    Soheyla Maleyeri, Mohammad Bashirgonbad*
    Background

    Depending on rainfall systems and conditions influenced by unprincipled human activities, floods cause a lot of damage to natural resources, settlements, and projects every year. Hydrometric stations are often destroyed during floods or small watersheds lack hydrometric stations, which means that the estimation of runoff and maximum flood discharges requires a suitable method to calculate runoff and flood values in these basins. Prevention of this damage is doubly important when the study area overlooks places with a high density of settlements and urban facilities that can threaten the lives of many residents. The amount of runoff in each sub-basin of the watershed overlooking Malayer City was estimated in this study.

    Methods

    The watershed overlooking the city of Malayer with an area of 14,700 hectares is stretched from the north to the northeast of the city. The processing of digital elevation models identified five sub-basins overlooking the city and field visits. The curve number method was used to estimate runoff height and flood volume in each sub-basin. The most intense rainfall event (88 mm per day) with a return period of 30 years was designed as rainfall, considering the amount of previous rainfall 5 days before this event with a cumulative value of 45.2 mm. To calculate the physical parameters of the watershed in this study, topography, geology, vegetation, soil, and land use maps were digitized using a geographic information system. Simultaneous maps of land use and rainfall were provided using Sentinel-2 images, containing 13 spectral bands and a spatial resolution of 10 meters. Utilizing the SCS method, the layers of land use, vegetation, and soil hydrological groups were combined to produce a curve number map. The value of the curve number was corrected for the wet condition based on the rainfall 5 days before and the location of the basin in the previous wet conditions. A weighted curve number approach for each sub-basin was compared with another approach based on the arithmetic mean of the curve number for each sub-basin, as well as a weighted runoff height approach for each curve number. Kirpich's method was used to calculate the concentration time of each sub-basin. In the next step, using the maximum daily rainfall data from the Malayer synoptic station in the statistical period from 1991 to 2021, the rainfall height values were converted to runoff height using the SCS relationship, and then the peak flood discharge was calculated for each sub-basin.

    Results

    The lack of permanent vegetation and the presence of annual grasses are among the reasons for the high potential of the sub-basins in runoff production. As a result, the average curve numbers of arithmetic and weighted average methods are 79.09 and 81.46, respectively, which shows the high capacity of the basin in producing runoff. Converting curve number values to peak flood height and flow using two commonly used methods of curve number calculation and comparing it with the results of the weighted runoff height calculation approach for each curve number in the working units of the study area showed no significant difference. Finally, the runoff height maps and the peak discharge of each sub-basin were drawn. The northern sub-basin of the basin with an average runoff height of 44.32 mm and a peak discharge of 168 m3/s has the highest participation in flood discharge toward the city of Malayer, and sub-basin 4 in the south-eastern part of the basin has the least participation in flood generation. The results of the relationship between the area and runoff height showed that the basins with a larger area did not necessarily contribute the most to the occurrence of floods in all three calculation methods of the curve number and runoff height. Other factors also play a role in these results, such as the extent of rocky outcrops and reduction time of concentration due to the high slope as one of the reasons for this problem. The formation of the longest watercourse in the basin with a length of 16314 meters under Sub-basin 3, which has the highest peak flood flow after Sub-basin 2, is one of the discussed technical points that can handle the rapid discharge of the peak flow of about 100 m3/s. However, the study of its longitudinal slope of about 2% indicates the high risk of flooding caused by the lack of evacuation in rains with a high return period, which in turn is a serious risk for the threats caused by floods in the southeastern part of the city. The intersection of the end part of the main waterway with the exit of other sub-basins and the collection of runoff under the upstream basins are other problems that increase the risk of flooding in the downstream areas.

    Conclusion

    It is suitable to use the curve number method to estimate the amount of runoff produced in the basins overlooking the settlements that do not usually have hydrometric stations. Because of its low-density pastures and rain-fed agriculture, the watershed overlooking Malayer has a high potential for runoff production.

    Keywords: Curve Number Method, Malayer City, Rainfall, Runoff, Urban Floods
  • فاطمه زندی، محمد بشیرگنبد*
    مقدمه و هدف

    با توجه به حجم زیاد فعالیت های انسانی و تجاری یکی از مهم ترین اهداف زیرساخت ها، جمع آوری و انتقال رواناب های شهری، مهار سیلاب و جلوگیری از آب گرفتگی در شهرها است. به منظور برآورد صحیح رواناب و خصوصیات واحدهای آب شناخت و کانال ها به کارگیری مدل های مناسب آب شناختی و آبی مهم است. با توجه به اهمیت موضوع، این پژوهش با هدف برآورد رواناب شهری ملایر به منظور تعیین نقاط احتمالی سیل گرفتگی با استفاده از مدل مدیریت طوفان آب (SWMM) انجام شد.

    مواد و روش ها

    بر پایه ی گزارش های فنی موجود، ابتدا محدوده ی زیر آبخیز ها، گره ها و کانال های اصلی شهر تعیین شد. با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی جهت جریان و شیب منطقه تعیین شد و 11 عدد زیر آبخیز شناسایی شد. همچنین با صرف نظر از اندازه ی ژرفای اولیه ی آب و سطح ماندابی 11 عدد گره تعیین شد. با استفاده از داده های بارش روزانه ایستگاه همدید ملایر در دوره ی آماری 2020- 1992، بارش نه ساعته با دوره ی بازگشت دو سال به عنوان بارش طرح محاسبه و وارد مدل شد. شکل هندسی کانال ها، مستطیل باز و از روش موج جنبشی برای روندیابی جریان در کانال ها استفاده شد. اندازه های بیشترین آب دهی عبوری کانال ها با استفاده از رابطه ی سطح مقطع جریان و سرعت جریان برای بارش طرح 9 ساعته با دوره ی بازگشت دو سال محاسبه شد. برای واسنجی مدل از متغیرهای درصد مناطق نفوذناپذیر، ذخیره ی چالابی و ضریب زبری مناطق نفوذناپذیر در بازه ی تغییر دامنه ی مجاز اصلاح استفاده شد. به منظور ارزیابی مدل از ضریب کارایی نش-ساتکلیف و ریشه ی میانگین مربعات خطا استفاده شد.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد پس از بهینه سازی اندازه های متغیرها، ضریب کارایی نش-ساتکلیف و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 0/73 و 0/02 بود. از کل بارش 14/54 میلی متری، اندازه ی 5/53 میلی متر مربوط به تلفات نفوذ، اندازه ی 7/55 میلی متر مربوط به رواناب سطحی و اندازه ی 1/45 میلی متر مربوط به ذخیره ی چالابی بود. نتایج نشان داد زیرآبخیز هایی که در شمال شهر و مشرف به بلندی ها بودند و به گره ی شماره ی 10 منتهی می شدند حجم و آب دهی رواناب بیش تری داشتند و لازم است در این منطقه در طراحی و گسترش کانال ها تجدیدنظر شود. همچنین زیر آبخیز های بخش غربی شهر (زیر آبخیز شماره ی 4) و بخش جنوب غربی (زیر آبخیز شماره ی 8) با 0/651 و 0/547 به ترتیب بیش ترین و کم ترین توان سیل خیزی را داشتند.

    نتیجه گیری و پیشنهادها

    در این پژوهش نتایج نشان داد تقریبا نیمی از شهر در رخداد بارش ها، تحت تاثیر خطرهای سیلاب قرار خواهند گرفت. ازاین رو شبکه ی زهکشی کنونی کارایی لازم برای تخلیه رواناب شهری در بخش شمال شهر را ندارند و تعیین ابعاد بهینه ی کانال ها ضروری است. به دلیل برف گیر بودن بلندی های شرقی منطقه ی مطالعه شده و با توجه به زمین شناسی آن پیشنهاد می شود از مدل هایی که توانایی محاسبه ی رواناب ناشی از ذوب برف را دارند در پژوهش های آتی استفاده شود.

    کلید واژگان: رواناب شهری، شهر ملایر، مدل سازی، SWMM، واسنجی
    Fatemeh Zandi, Mohammad Bashirgonbad *
    Introduction and Goal

    Due to the large volume of human and commercial activities, one of the most important goals of infrastructure is to collect and transfer urban runoff, control floods and prevent flooding in cities. To correctly estimate the runoff and characteristics of hydrological units and channels, it is important to use appropriate hydrological and water models. Considering the importance of this topic, this research was conducted with the aim of estimating the urban runoff of the Malayer to determine the potential flooding points using a storm water management model (SWMM).

    Material and Methods

    On the basis of available technical reports, the area of the sub-watersheds, nodes and main channels of the city were first determined. Flow direction and slope of the area was determined using a digital elevation model and 11 sub-watersheds were identified. In addition, 11 nodes were determined, regardless of the initial water depth and water level. Using the daily rainfall data of the Malayer synoptic station during the 1992–2020 statistical period, a nine-hour rainfall with a return period of 2 years was calculated and entered into the model. The geometrical shape of the channels was an open rectangle and the flow trend in the channels was determined using the kinetic wave method. The size of the maximum flow of water through the channels was calculated using the relationship between the cross-section of the flow and the speed of the flow a 9-hour the rainfall with a return period of 2 years. To calibrate the model, the variables of percentage of impervious areas, pond storage and roughness coefficient of impervious areas were used in the change range of the allowed modification range. In order to evaluate the model, Nash-Sutcliffe efficiency coefficient and the root mean square error were used.

    Results and Discussion

    The results showed that after optimizing the sizes of the variables, the Nash-Sutcliffe efficiency coefficient and the root mean square error were 0.73 and 0.02, respectively. Of the total rainfall of 14.54 mm, 5.53 mm was related to infiltration losses, 7.55 mm was related to surface runoff, and 1.45 mm was related to pond storage. The results showed that the sub-watersheds that were in the north of the city and overlooking the heights and leading to node number 10 had more volume and drainage and it is necessary to revise the design and expansion of the channels in this area. In addition, the sub-watersheds of the western part of the city (sub-watersheds no. 4) and the southwestern part (sub-watersheds no. 8) had the highest and lowest flood potential of 0.651 and 0.547, respectively.

    Conclusion and Suggestion

    In this research, the results showed that almost half of the city would be affected by flood risks in the event of rains. Therefore, the current drainage network does not have the necessary efficiency to discharge urban runoff in the northern part of the city, and it is necessary to determine the optimal dimensions of the channels. Because the eastern elevations of the studied area are snow-covered and considering the geology of the area, in future research, models capable of calculating the runoff caused by snow melting should be used.

    Keywords: Calibration, Malayer city, modeling, SWMM, Urban runoff
  • مرتضی چوبین*، محمد بشیرگنبد
    مقدمه و هدف

    در سال های اخیر پیش بینی جریان در رودخانه یکی از مسایل مهم و مورد توجه برای مدیریت منابع آب در ایران است. این پیش بینی نیازمند آمار و اطلاعات است که متاسفانه اغلب حوضه های کشور فاقد داده های با کمیت و کیفیت مورد نظر می باشند. مدل سازی هیدرولوژیکی و استفاده از هوش مصنوعی از نمونه راهکارهایی است که برای برطرف کردن چالش عدم کفایت و عدم وجود داده های باکیفیت مناسب در هیدرولوژی مورد استفاده قرار می گیرد. معیار انتخاب مدل مناسب برای این فرایند، ارزیابی عملکرد مدل ها با توجه به شرایط هیدرولوژیکی هر منطقه است.

    مواد و روش ها

    مدل های زیادی برای پیش بینی جریان رودخانه مورد استفاده قرار می گیرند. در این تحقیق از مدل بارش-رواناب IHACRES و شبکه عصبی مصنوعی به عنوان مدل داده محور برای پیش بینی جریان، در رودخانه بختیاری استفاده شد. از داده های سال های 1984 تا 1994 به عنوان داده های مرحله واسنجی و از داده های سال های 1995 تا 2006 برای صحت سنجی مدل هیدرولوژیکی استفاده شد. همچنین از شبکه Dence با تعداد نرون های 10، 20، 50 و 100 استفاده شد. معیار بهینه سازی Adam برای بهبود روند آموزشی در نظر گرفته شد و تابع خطای استفاده شده MSE است و تابع فعال ساز به علت پیوسته بودن داده ها sgmoid انتخاب شد.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی مدل هیدرولوژیکی و شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از شاخص های کلینگ-گوپتا، نش- ساتکلیف، ضریب تعیین، میانگین مربعات خطا و میانگین مطلق مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد شبکه عصبی مصنوعی در کلیه معیارهای ارزیابی، نتایج بهتری در شبیه سازی جریان روزانه نسبت به مدل هیدرولوژیکی دارد. مقادیر معیارهای ارزیابی کلینگ-گوپتا، نش- ساتکلیف، ضریب تعیین، میانگین مربعات خطا، میانگین مطلق خطا در مرحله صحت سنجی به ترتیب برای مدل هیدرولوژیکی و شبکه عصبی مصنوعی 0/74، 0/75، 0/77، 1/25، 0/7 و 0/94، 0/89، 0/89، 0/57، 0/26 محاسبه شد.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج روش های مورد استفاده در تحقیق روش شبکه عصبی مصنوعی نسبت به مدل هیدرولوژیکی IHACRES پیش بینی دقیق تری از جریان روزانه رودخانه بختیاری دارد. توانایی قابل قبول شبکه عصبی در شبیه سازی جریان های اوج  علاوه بر شبیه سازی جریان روزانه از نتایج قابل توجه این تحقیق است.

    کلید واژگان: بارش - رواناب، حوضه بختیاری، شبیه سازی جریان، مدل های داده محور
    Morteza Choubin*, Mohammad Bashirgonbad
    Introduction and Objective

    In recent years, river flow forecasting is one of the most important issues for water resources management in Iran. This prediction requires statistics and information, unfortunately, most of the basins of the country lack data of the desired quantity and quality.

    Material and Methods

    Therefore, hydrological modelling and the use of artificial intelligence are examples of solutions that are used to solve this challenge in hydrology. The criteria for selecting the appropriate model for this process are to evaluate the performance of the models according to the hydrological conditions of each region. In this research, IHACRES model and Artificial Neural Network (ANN) were used to predict the streamflow in Bakhtiary basin. The data from 1984 to 1994 were used as calibration period and the data from 1995 to 2006 were used for validation.

    Results

    The evaluation results of the hydrological model and the artificial neural network were evaluated using Kling-Gupta, Nash-Sutcliffe indices, coefficient of determination, mean squared error and absolute mean error. Results showed that the artificial neural network had better results in the simulation in all the evaluated evaluation criteria.

    Conclusion

    According to the results of the methods used in the research, the artificial neural network method has a more accurate prediction of the Bakhtiary river flow than the hydrological model.

    Keywords: Bakhtiary basin, Data-driven models, Flow simulation, Rainfall-runoff
  • محمد بشیرگنبد*
    مقدمه و هدف

    یکی از مهم ترین چالش ها در سال های اخیر مساله تغییر اقلیم و اثرات آن بر منابع آبی است که به عنوان یکی از اصلی ترین زمینه های تحقیقاتی در سراسر جهان محسوب می شود. دو نشانه ی بارز و مشخص تغییر اقلیم تغییر در میانگین و مقادیر حدی متغیرهای اقلیمی است که می تواند احتمال بروز سیلاب ها را افزایش دهد و آثار زیانباری را در پی داشته باشد. به همین دلیل لازم است تا اثر تغییر اقلیم بر سیلاب حوضه ها در دوره های آتی بررسی گردد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش و دمای مشاهده شده در دوره 2005-1961 ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی داخل و اطراف حوزه آبخیز بختیاری اثر تغییر اقلیم موردبررسی قرار گرفت. برای پیش بینی بارش و دما در آینده از داده های مدل گردش عمومی canESM2 تحت سناریوهای حدی 6/2RCP و 5/8RCP برای متغیرهای اقلیمی در دوره های 2006 تا 2100 استفاده شد. معیارهای موثر در ریزمقیاس نمایی با توجه به میزان همبستگی متغیرهای پیش بینی کننده و پیش بینی شونده پایگاه NCEP انتخاب شد. سپس از مدل نیمه توزیعی MORDOR-SD برای ارزیابی اثرات تغیر اقلیم بر میزان رواناب استفاده شد. این مدل با استفاده از داده های روزانه بارش و دما و دبی های مشاهده ای در ایستگاه تنگ پنج بختیاری در دوره آماری 2006-1976 واسنجی و اعتباریابی شد. اعمال نتایج تغییرات داده های بارش و دمای به دست آمده از مدل SDSM تحت دو سناریوی ذکرشده و بازتولید آن ها به تعداد بسیار زیاد به روش بوت استرپ ناپارامتری و جایگزینی رویدادهای حداکثر روزانه حاصل از آن در مدل هیدرولوژیکی دستیابی به حداکثر جریان روزانه و احتمال مربوط به آن را ممکن ساخت. پس از پایان شبیه سازی و محاسبه تابع توزیع تجمعی رویدادهای شبیه سازی شده مقادیر حداکثر دبی های روزانه در دوره بازگشت های مختلف محاسبه شد.

     یافته ها: 

    نتایج نشان داد که پارامترهای دما و بارش تحت سناریوهای 6/2RCP و 8/5RCP با متوسط معیارهای ارزیابی 1/29 MAE=1/96, RMSE= و 0/56NASH=برای بارش به طور متوسط 5/4 تا 11 درصد کاهش نسبت به دوره پایه و برای دما با معیارهای ارزیابی 2/71=MAE=2/27، RMSE و0/92=NASH از 6/5 تا 10/4 درصد افزایش نسبت به دوره پایه را به دنبال دارد. نتایج معیارهای ارزیابی نش-ساتکلیف و کلینگ- گوپتا به ترتیب 0/76 و 0/83 است که نشان از توانایی قابل قبول مدل هیدرولوژیکی در شبیه سازی است.

    نتیجه گیری: 

    نتایج نهایی تحقیق نشان داد که حداکثر دبی های روزانه شبیه سازی شده با استفاده از داده های سناریوی 8/5 در دوره بازگشت های مختلف، مقادیر بیشتری را نسبت به حداکثر دبی های روزانه در سناریوی 2/6 نشان می دهد اما نسبت به داده های حداکثر روزانه در دوره پایه تغییر قابل توجهی وجود ندارد.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم، ریزمقیاس نمایی، مدل canESM2، مدل هیدرولوژیکی MORDOR-SD
    Mohammad Bashirgonbad*
    Introduction and Objective

    One of the most important challenges in recent years is the issue of climate change and its effects on water resources, which is considered one of the main areas of research around the world. Two obvious signs of climate change are changes in the mean and extreme values of climate variables that can increase the Probability of flood occurrence. Therefore, it is necessary to study the effect of climate change on floods in the future.

    Material and Methods

    In this study, using the observed daily data of precipitation and temperature in the period 1961-2005 synoptic and climatological stations inside and around the Bakhtiary catchment, the effect of climate change was investigated. To predict future precipitation and temperature, the data of the canESM2 general circulation model under RC 2.6 and RCP 8.5 scenarios for climate variables for the period 2006 to 2100 were used. The effective criteria in downscaling were selected according to the correlation between the predictor and predictands variables from the NCEP-NCAR reanalysis database. Then the MORDOR-SD semi-distributed models were used to evaluate the effects of climate change on runoff. This model was calibrated and validated using daily rainfall, temperature, and observation data at Tang-e-Panj Bakhtiary station for the period 1976-2006. Applying the results of changes in precipitation and temperature data obtained from the SDSM model under the two scenarios mentioned and reproducing them in large numbers by nonparametric bootstrap method and replacing the resulting maximum daily events in the hydrological model to achieve maximum daily flood and probability made it possible. At the end of the simulation and calculation of the cumulative distribution function (CDF) of the simulated events, the maximum daily discharge values in different return periods were calculated.

    Results

    The results showed that, temperature and precipitation parameters under RCP 2.6 and RCP 8.5 scenarios with average evaluation criteria MAE = 1.29, RMSE = 1.96 and NASH = 0.56 for precipitation decreased by an average of 5.4 to 11% compared to the base period for temperature with evaluation criteria of MAE= 2.27, RMSE= 2.71 and NASH 0.92 = from 6.5 to 10.4% increase compared to the base period. The results of the Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta evaluation criteria are 0.76 and 0.83, respectively, which shows the acceptable ability of the hydrological model in the simulation. The results of the study showed that the maximum daily discharges simulated using scenario 8.5 in different return periods show higher values than the maximum daily discharges in scenario 2.6 but there is no significant change compared to the maximum daily data in the base period.

    Conclusion

    In general, it can be said that the use of climate data in the future for planning in the field of integrated water resources management and prevention of natural hazards such as extreme floods and droughts can be a useful tool for planning managers.

    Keywords: Climate change, Downscaling, Canesm2 model, MORDOR-SD hydrological model
  • محمد بشیرگنبد، علیرضا مقدم نیا *، شهرام خلیقی سیگارودی، محمد مهدوی، امانوئل پاکه، میشل لانگ
    روش های زیادی برای تخمین دبی حداکثر سیل اعم از روش های تحلیل فراوانی وجود دارد و مطالعه خطر سازه های آبی مبتنی بر تحلیل فراوانی سیل، غالبا نسبت به مشاهدات و توزیع آماری منتخب حساسیت دارد که باعث بروز خطا در طراحی می شود. از آنجایی که بارش های سنگین عامل اصلی سیل ها هستند و داده های بارش نسبت به داده های جریان دارای طول دوره آماری بیشتری هستند، از این رو در این تحقیق از آمار درازمدت بارش در ایستگاه های باران سنجی حوزه آبخیز بختیاری در یک دوره 66 ساله و آمار دبی حداکثر روزانه در یک دوره 58 ساله استفاده شد. در این تحقیق دبی حداکثر و دبی اوج روزانه با استفاده از روش های هیدرو اقلیمی آگرژه و گرادکس برآورد شد. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی مبتنی بر رویکرد هیدرو اقلیمی در دوره بازگشت های مختلف با روش های معمول آماری گمبل و توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) مقایسه شد.
    نتایج نشان داد که استفاده از اطلاعات اضافی مانند داده های بارش علاوه بر داده های آب سنجی در روش های هیدرو اقلیمی برآوردهای بهتری نسبت به روش های تحلیل فراوانی ارائه می دهد، به این دلیل که هر سه معیار ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب
    نش- ساتکلیف و ضریب کلینگ – گوپتا کارایی روش های هیدرو اقلیمی را در مقایسه با توزیع های گمبل و مقادیر حدی تعمیم یافته تایید می کند. درنهایت تبدیل تابع توزیع تجمعی دبی های حداکثر روزانه به دبی های اوج با استفاده از نسبت اوج به حجم مستخرج از 26 واقعه ساعتی سیل ثبت گردیده در ایستگاه آبسنجی تنگ پنج بختیاری انجام شد.
    کلید واژگان: دبی حداکثر، تحلیل فراوانی سیل، روش هیدرو اقلیمی، نسبت اوج به حجم، حوزه آبخیز بختیاری
    Mohammad Bashirgonbad, Alireza Moghaddam Nia *, Shahram Khalighi Sigaroodi, Mohammad Mahdavi, Emmanuel Paquet, Michel Lang
    There are many methods for estimating the maximum flood discharge including frequency analysis methods and risk study of hydraulic structures based on flood frequency analysis is often sensitive to the observations and selected statistical distribution that cause errors in design. Since heavy rainfalls are the main cause of floods and the rainfall records are longer than flow records, hence long-term records of rainfall at rain gauge stations of Bakhtiary basin in a 66-year period and the 58-year records of daily maximum discharge were used in this study. In this research, peak and maximum daily flows were estimated by using hydro-climatic methods of Agregee and Gradex. Then, the results obtained from the simulation based on hydro-climatic approach for the different return periods were compared with those of classical statistical techniques of Gumbel and Generalized Extreme Values (GEV). The results showed that using additional information like rainfall data plus hydrometric data in hydro-climatic methods gives better estimates rather than frequency analysis methods. Because each three evaluation criteria of Root Mean Squared Error (RMSE), Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) coefficient, Kling-Gupta efficiency (KGE) coefficient confirm performance of hydro-climatic methods in comparison with Gumbel and Generalized Extreme Values (GEV) distributions. Finally, a peak to volume ratio extracted from the 26 major flood events detected at Tang-e panj hydrometric station within the hourly discharge records was used to transform the cumulative distribution function of daily discharge into peak discharge.
    Keywords: Maximum daily discharge, Flood frequency analysis, Hydro-Climatic methods, peak to volume ratio, Bakhtiary watershed
سامانه نویسندگان
  • محمد بشیرگنبد
    محمد بشیرگنبد
    استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال