
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,628,108 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,222,444 |
مقایسه روشهای ترسیمی و فیلترهای عددی برگشتی در تفکیک جریان پایه در تعدادی از رودخانههای استان اردبیل | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 5، دوره 26، شماره 4، مهر و آبان 1398، صفحه 95-113 اصل مقاله (1.12 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.10737.2514 | ||
نویسندگان | ||
سونیا مهری1؛ رئوف مصطفی زاده* 2؛ اباذر اسمعلی عوری3؛ اردوان قربانی3 | ||
1دانشجوی کارشناسیارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی | ||
2استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی | ||
3دانشیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: جریان پایه یکی از اجزاء مهم در تشکیل هیدروگراف جریان است، که از جریانهای زیرزمینی یا ذخایر کمعمق زیرسطحی ناشی میشود. تعیین سهم جریان پایه از جریان امکان ارزیابی واکنش آبخیز و برنامهریزی بهتر استراتژیهای مدیریت کمی و کیفی منابع آب در مقیاس آبخیز را فراهم مینماید. همچنین، تفکیک جریان پایه از موارد مهم در مدلسازی هیدرولوژی و افزایش دقت کالیبراسیون در مدلسازی بارش-رواناب است. مقایسه حوزههای مختلف از نظر ویژگیهای فروکش جریان میتواند اطلاعات ارزشمندی از خصوصیات ذخیره و تغذیه در آبخیز فراهم نماید. همچنین تعیین سهم جریان پایه میتواند در تحلیل جریان زیستمحیطی و شرایط سلامت رودخانه موثر واقع گردد. مولفه جریان پایه بهشدت تحت تاثیر بهرهبرداری از چاهها در دشتهای سیلابی است که میتواند در روشهای عددی تفکیک جریان پایه، منشاء بروز عدم قطعیت باشد. هدف از این مطالعه مقایسه روشهای ترسیمی و فیلتر عددی در تفکیک جریان پایه و انتخاب روش مناسب برای برآورد دبی پایه در تعدادی از رودخانههای منتخب استان اردبیل است. مواد و روش: در این پژوهش تفکیک جریان پایه روزانه علاوه بر روشهای مرسوم (محدوده زمانی ثابت، محدوده زمانی جابهجاشونده و حداقل محلی)، با روشهای فیلتر دیجیتال برگشتی شامل (الگوریتم یک پارامتره، الگوریتم دو پارامتره باگتون، الگوریتم سه پارامتره IHACRES، لین و هولیک، الگوریتم چاپمن و ایما فیلتر) نیز انجام گرفته است. نتایج روشهای مذکور با روش تحلیل فروکش بهعنوان روش مبنا مورد مقایسه قرار گرفته است. تحلیلها و مقایسه نتایج روشهای تفکیک جریان، براساس آمار دبی روزانه جریان با طول دوره آماری 22 سال در پنج ایستگاه هیدرومتری استان اردبیل با دادههای در دسترس و مقادیر مختلف دبی جریان صورت گرفته است. یافتهها: براساس نتایج و مقایسه روشهای ترسیمی و فیلتری در تفکیک دبی پایه جریان، مشخص شد که دقت روشهای ترسیمی با مقادیر پایین ضریب نش-ساتکلیف، قابل قبول نیست. در این راستا، روش محدوده زمانی ثابت با ضریب کارایی 04/0- در شرایط منطقه مورد مطالعه نتایج مناسبی ارائه نداده است. این در حالی است که روشهای تفکیک فیلتری الگوریتم یک پارامتره و دو پارامتره باگتون (Boughton two parameter algrithm) با ضرایب کارایی 88/0 و 86/0 بهترتیب بهعنوان مناسبترین روشها برای برآورد دبی پایه در رودخانههای استان اردبیل بوده است. بحث و نتیجهگیری: نتایج تحقیق نشان داد که روشهای ترسیمی تقریبا نتایج قابل قبولی ارائه نمیدهند و روشهای فیلتری با رفع محدودیتهای روشهای گرافیکی و مبتنی بر تئوری پردازش سیگنال در تفکیک جریان به دو مؤلفه جریان سریع و جریان پایه از صحت و دقت بیشتری برخوردار میباشند. در مجموع میتوان گفت که روشهای فیلتر عددی با ماهیت غیرخطی و تبعیت از توالی سریهای زمانی در دادههای دبی، دارای دقت بالاتری نسبت به روشهای خطی و ترسیمی است. معرفی روشهای مناسب تفکیک جریان دبی روزانه در مدلسازی هیدرولوژیک، تحلیل منطقهای جریانهای حداقل و تعیین سهم جریان پایه میتواند مورد استفاده قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
تفکیک جریان؛ دبی پایه؛ روش ترسیمی؛ فیلتر عددی برگشتی؛ هیدروگراف روزانه | ||
مراجع | ||
1.Aksoy, H., Kurt, I., and Ersi, E. 2009. Filtered smoothed minima base flow separation method. J. Hydrol. 372: 94-101.
2.Alizadeh, A. 2010. Principles of Applied Hydrology. Astan Quds Razavi. Press, 911p. (In Persian)
3.Arfania, R., and Samani, N. 2005. Construction of stream flow hydrograph separation curve in Zayndeh-roud Karstic watershed. Tarbiat Moalem Univ. J. Sci. 5: 585-600. (In Persian)
4.Chapman, T.G., and Maxwell, A. 1996. Base flow separation comparison of numerical methods with tracer experiments. In 23rd Hydrology and Water Resources Symposium, Hobart, Institution of Engineering Australia.Pp: 539-545.
5.Eckhardt, K. 2005. How to construct recursive digital filters for base flow separation. Hydrology Process. 19: 507-515.
6.Eckhardt, K. 2008. A comparison of base flow indices which were calculated with seven different base flow separation methods. J. Hydrol. 352: 168-173.
7.Ghanbarpour, M.R., Teimouri, M., and Gholami, S.H. 2008. Comparison ofbase flow estimation methods based on hydrograph separation (Case study: Karun Basin). J. Water Soil Sci. 12: 1-13. (In Persian) 8.Gustard, A., and Demuth, S. 2009. Manual on Low-flow Estimation and Prediction. Operational Hydrology Report No. 50, WMO-No. 1029.
9.Li, L., and Maier, H.R. 2013. Framework for assessing and improving the performance of recursive digital filter for base flow estimation with application to the Lynne and Hollick filter. Environmental Modelling & Soft word. 41: 163-175.
10.Lynne, V., and Hollick, M. 1979. Stochastic time variable rainfall runoff modeling. In: Hydrology and Water Resources Symposium Perth 1979 Proceedings. National Committee on Hydrology and Water Resources of the Institution of Engineers. 79: 89-92.
11.Mahdavi, M. 2007. Applied Hydrology. Tehran University. Press, 437p. (In Persian)
12.Mali, S., and Mohammadi, Z. 2015. Assessment of base flow separation methods in Krastic springs (Case study: Pirghar and Dimeh springs). Advanced Applied Geology. 14: 22-37. (In Persian)
13.Mei, Y., and Anagnostou, E.N. 2015. A hydrograph separation method based on information from rainfall and runoff records. J. Hydrol. 523: 636-649.
14.Mirbagheri, S.A. 1998. Engineering Hydrology. Shiraz University. Press, 562p. (In Persian)
15.Mostafazadeh, R., and Bahremand, A. 2009. Simulation of direct run-off hydrograph using nash linear reservoir model in Jafar-Abad watershed Golestan Province. Iran. J. Water. Manage. Sci.3: 9-16. (In Persian)
16.Mehry, S., Mostafazadeh, R., Esmali Ouri, A., and Ghorbani, A. 2017. Spatial and Temporal Variations of Base Flow Index (BFI) the Ardabil Province river. Iran. Earth and Space Physics. 43: 623-634. (In Persian)
17.Nathan, R.J., and Mc Mahon, T.A. 1990. Evaluation of automated techniques for base flow and recession analysis. Water Resources Research. 26: 1465-1473.
18.Raghunath, H.M. 2006. Hydrology: Principles, Analysis and Design. New Age International, 476p.
19.Sengorur, B., Dede, C., and Dogan, E. 2014. The examination of the performances of methods used in separating the total stream flow in different rivers. GEOFIZIKA. 31: 1-12.
20.Teimouri, M., Ghanbarpour, M.R., Bashirgonbad, M., Zolfaghari, M., and Kazemikia, S. 2011. Comparison of base flow index in hydrograph separation with different method in some rivers of west Azerbaijan Province). J. Water Soil Sci. 15: 219-229. (In Persian)
21.Tularam, G.A., and Ilahee, M. 2008. Exponential smoothing method of base flow separation and its impact on continuous loss estimates. Amer. J. Environ. Sci. 4: 136-144.
22.Wittenberge, H. 1999. Base flow recession and recharge as nonlinear storage processes. Hydrology Process. 13: 715-762.
23.Zakernia, M., Tamaskani, A., Hezarjaribi, A., and Dehghani, A.A. 2013. Comparison of base flow separation methods from daily flow hydrograph (Case study: Upstream of Boustan dam catchment in Golestan Province). J. Water Soil Cons. 20: 127-145. (In Persian)
24.Zhange, R., and Li, Q. 2012. Baseflow separation in a small watershed in New Brunswick Canada, using a recursive digital filter calibrated with the conductivity mass balance method.J. Hydrol. 27: 2659-2665. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 474 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 334 |