بررسی اثر توپوگرافی زمین بر ضریب رواناب و سیلاب دامنه های حوضه‌ آبخیز با استفاده از TOPMODEL

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان-گروه مهندسی عمران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان- گروه مهندسی عمران

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان- باشگاه پژوهشگران جوان

چکیده

ضریب رواناب در روش مشهور استدلالی برای محاسبه سیلاب طراحی و در روش بیلان برای محاسبه نفوذ و ارتفاع بارش مازاد استفاده می گردد. ضریب رواناب حوضه درصدی از بارندگی است که به رواناب تبدیل می‌شود. مقدار ضریب رواناب به ویژگی‌های دامنه‌های حوضه مانند توپوگرافی، شیب، بافت خاک، پوشش گیاهی و بارش بستگی دارد که این ویژگی‌ها در زمان و مکان در سطح حوضه تغییر می‌کنند. TOPMODEL یک مدل نیمه توزیعی است که در آن توپوگرافی دامنه و سطوح مشارکت‌کننده در تولید رواناب نقش اصلی را ایفا کرده و قابلیت محاسبه مقدار کمبود رطوبت خاک در هر نقطه در طول دامنه را دارد. در این تحقیق با استفاده از TOPMODEL اثر توپوگرافی دامنه‌ بر روی نفوذ، ضریب رواناب و تغییرات مکانی آن طبق توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا پارامترهای TOPMODEL و معادلات آن برای دامنه‌های مرکب توسعه‌ یافته و با ترکیب مدل SCS-CN، تأثیر هندسه توپوگرافی دامنه‌های مرکب روی ضریب رواناب مورد بررسی قرار گرفت. هیدروگراف رواناب دامنه‌ها با استفاده از روش استدلالی ترکیب شده با مدل زمان-مساحت مرکب نیز مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، دامنه‌های واگرا ضریب رواناب و سیلاب کمتری نسبت به دامنه‌های موازی و همگرا دارند، همچنین دامنه‌های محدب نیز نسبت به دامنه‌های صاف و مقعر ضریب رواناب و سیلاب کمتری دارند. رواناب دامنه همگرا-مقعر 80 درصد بیشتر از دامنه واگرا-محدب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Topography on Runoff Coefficient and Flood of hillslopes Watershed Using TOPMODEL

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossain Pishvaei 1
  • Tooraj Sabzevari 2
  • Reza Mohammadpour 2
  • Shabnam Noroozpour 3
1 Islamic Azad University of Estahban, Department of Civil Engineering
2 Islamic Azad Univercity of Estahban, Department of Civil Engineering
3 Young Researchers and Elite Club, Estahban Branch, Islamic Azad University, Estahban, Iran.
چکیده [English]

Runoff coefficient (RC) is included in the rational method for computation of runoff, and is used in water balance to measure infiltration and the excess rainfall. The RC is the percentage of rainfall which is made runoff, and depends on topography, slope, soil texture, plant coverage, and rainfall. These features alter temporally and spatially along the watershed. A semi-distributive model, TOPMODEL is such that the topography of the hillslope and the contributing levels play the main role in runoff generation. It is also capable of computing soil moisture deficit at each point along the hillslope. In the current research, the effects of the hillslope topography on infiltration, temporally and spatially, and its spatial changes are examined using TOPMODEL and according to the topography. To this end, first, the parameters of TOPMODEL and its equations for complex hillslopes were developed. By combining with SCS-CN model, the impact of geometry of complex hillslopes on RC was investigated. The runoff hydrograph of the hillslopes was scutinized using the rational method combined with the complex time-area model. According to the results, the divergent hillslopes have a smaller RC, as well as flood, than the parallel and convergent ones. Also, the convex hillslopes have smaller RC, as well as flood, with respect to the straight and concave ones. As for the convergent-concave hillslopes, the runoff is 80% more than that for the divergent-convex.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Runoff Coefficients
  • TOPMODEL
  • Complex Hillslopes
  • SCS-CN
  • Time-Area