تولید خطوط همزمان پیمایش جریانهای همگرا به منظور استفاده در روش زمان - مساحت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار /دانشگاه ببن المللی امام خمینی (ره)،دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی آب ، قزوین، ایران

2 دانشیار /مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران

چکیده

این مقاله به بررسی روش‌های موجود برای تعیین موقعیت‌ خطوط همزمان پیمایش در جریانهای همگرا در مقایسه با روش تحلیلی موج سینماتیک اختصاص یافته است و سعی دارد تا به جای استفاده از روش‌های تجربی مرسوم، روشی بر مبنای تئوری حرکت امواج را مطرح نماید. مؤلفین در تحقیقات قبلی خود در بررسی جریانهای موازی نشان داده‌اند که بسیاری از روش‌های موجود، با فرض تناسب زمان تعادل با توانی از فاصله نقاط تا خروجی حوضه، زمان پیمایش را بدست می‌دهند. در تحقیق حاضر با بررسی طیفی از توانها نشان داده شده است که استفاده از توان مورد استفاده در معادله موج سینماتیک نزدیکترین جواب به حل تحلیلی را برای تعیین شاخه صعودی هیدروگراف سیل بدست خواهد داد. نتایج حاصل از این  تحقیق برای جریانهای همگرا مؤید نتایج بدست آمده در مورد جریانهای موازی می‌باشد. پیچیدگی معادلات حاکم بر جریانهای همگرا در آن حد است که روشهای حل ارائه شده برای بخصوص شاخه صعودی هیدروگراف بسیار محدود می‌باشد. روش زمان -  مساحت یکی از مناسب ترین و ساده ترین تکنیک‌های روندیابی حوضه‌ها می‌باشد و بالقوه می‌تواند به عنوان یک مدل توزیعی مورد استفاده قرار گیرد. کاربرد روش زمان - مساحت با نرم افزارهای GIS به سهولت امکان پذیر است. نتایج حاصل از تحقیق حاضر امکان استفاده گسترده از این روش را با حذف محدودیت تعیین تجربی موقعیت خطوط همزمان پیمایش فراهم می‌نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isochrones Delineation in Converging Flows for Using in Time-Area Method

نویسندگان [English]

  • A Shokoohi 1
  • B Saghafian 2
1 Assistant Professor of International University Of Imam Khomeini, Faculty of Engineering, water Engineering Dept., Ghazvin, Iran,
2 Associated Professor of Soil Conservation and Watershed management Center, Tehran, Iran,
چکیده [English]


This paper studies available methods for isochrone delineation in converging flow and compare those with kinematic wave approach. This paper also tries to introduce a method based on wave motion theory instead of empirical methods. Authors in their pervious research on parallel flow showed that many of the available methods give travel time with supposition of proportionality of time to equilibrium with an exponent of distance of points to outlet. Investigation on a large range of exponents shown that using the exponent derived from Kinematic wave theory, is the best one and gives the closest answer to analytical solution for rising limb of hydrograph. The obtained results for converging flow approve the results achieved in parallel flow analysis. The equations governing on Converging flow is so complicated that there are only a few solutions for rising limb of hydrograph. The time–Area method is one of the most suitable and the simplest techniques of watershed routing, and can be potentially used as a distributed model. Linking this model with GIS software is easily performed. Results of the present research, by omitting the limitation of empirical delineation of isochrones, make Time Area method capable of solving overland flow on watersheds of any type, easily and perfectly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Time-Area
  • Converging Flow
  • Kinematic Wave
  • Time to equilibrium
  • Isochrone

شکوهی، علیرضا ، ثقفیان، بهرام، (1386)، " مقایسه روش‌های تولید نقشه خطوط همزمان پیمایش برای استفاده در روش روندیابی زمان – مساحت"، مجله تحقیقات منابع آب ایران، جلد اول، شماره 6

شکوهی، علیرضا، ثقفیان، بهرام و کوچک زاده، صلاح، (1381)، "روش جدید حل معادلات امواج سینماتیک برای جریانهای همگرا"،  مجله پژوهش و سازندگی، جلد 15، شماره 2.

Ajward, M.H., Muzik, I., (2000), “A spatially varied Unit Hydrograph Model”, J.  of Environmental Hydrology, vol. 8, paper 7, pp. 1-28.

Agiralioglu, N., (1984),”Effect of catchments geometry on time of concentration”, Proc. 3rd Int. Conf. on Urban Storm Drainage, Gutenberg, Sweden, Vol.1, pp. 177-184

Agiralioglu, N., (1998),”Estimation of the time of concentration for diverging surfaces”, Journal of Hydro. Sc., 33(2), pp. 173-179

Chow, V.T., Maidment, D.R., May, L.W., (1988), Applied Hydrology, McGraw Hill, International editions

HEC-1, (1991), flood hydrograph package, User’s Manual, U.S. Army Crop of Engineers, Hydrologic Eng. Davis, Calif.

Kite, G.W., Ellehoj, E., Dalton, A., (1996), GIS for Large Scale Watershed Modeling, Geographical Information System In hydrology, Chap. 13, Kluwer Academic publishers, Netherlands

Kull, D.W., Feldman, A.D. (1998),”Evaluation of Clark s Unit Graph Method to Spatially Distributed Runoff”, ASCE, Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 3, No. 1.

Maidment, D.R., (1992),”Grid-based Computation of Runoff: A preliminary Assessment”, Report to U.S Army Corp of Engineers, HEC, Under Contract DACW05-92-P-1983

Maidment, D.R., 1993,”Developing a spatially distributed unit hydrology using GIS”, Proc. HydroGIS 93, Vienna, pp. 181-192

Melesse, A.M., Graham, W.D., and Jordan, J.D. (2003), “Spatially Distributed Watershed Mapping and Modeling: GIS-Based Storm Runoff Response and Hydrograph Analysis: Part2”, J. of Spatial Hydrology, 3(2), pp. 1-28.

Nash, J.F., Sutcliffe, J.V., (1970),“River flow forecasting through conceptual models, Part 1-A discussion of principles”, Journal of Hydrology, 10, pp. 282-290.

Pilgrim, D.H., (1997),”Isochrones of travel time and distribution of flood storage from a tracer study on a small watershed”, Water Resource Res., 13(3) pp. 587-595

Ponce, V.M., (1989), Engineering Hydrology, Principle and Practice, Prentice Hall

 

Singh, V.P., (1992), Elementary Hydrology, Chapter 16, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, U.S.A.

Singh, V.P., (1996), Kinematic Wave Modeling In Water Resources Engineering, JHON WILEY &SONS, INC, New York

Woolhiser, D.A., (1967),”Overland flow on converging surface”, Transaction of the ASCE, Vol. 12, No.3, pp. 285-308.

Woolhiser, D.A., (1975), Simulation of unsteady overland flow, in K. Mahmood and V. Yevjevich, Unsteady flow in open channels, Vol. II, Water Resource Pub. Fort Collins, Co.