Effect of Curve Number on Flood Hydrograph in a Quick Reaction Basin ( case study: Khiyavchay Basin, Ardabil)

Kazemi, Seyyedeh Zhila (2017) Effect of Curve Number on Flood Hydrograph in a Quick Reaction Basin ( case study: Khiyavchay Basin, Ardabil). Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (اثر شماره منحنی روی هیدروگراف سیلاب در یک حوضه عکس‌العمل سریع (مطالعه موردی: حوضه خیاو‌چای اردبیل))
Zhaleh Moharrami Oranj.pdf

Download (1MB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Runoff and the relationship between rainfall and runoff are one of the most important and fundamental issues in hydrology .To control flood, primarily areas with high potential for flood production, then the factors affecting the production of runoff should be identified. Watershed Modeling System (WMS) is one of softwares that can simulate flood hydrograph, according to the required parameters. Land use changes is one of the important factors in hydrologic flow changes, watershed erosion and reducing biodiversity. Land use change affects the curve number and consequently discharge and flood hydrographs. The study area is Khayawchai watershed, with an area of about 134 square kilometers in the west of Ardabil province, south of Meshkinshahr city and northwest of Sabalan volcanic masses. The aim of this study was to evaluate the effect of curve number changes on flood hydrograph in a quic reaction basin. In this study, the maximum daily precipitation of 11Rain gauge stations was used and reconstructing the missing data values by Normal Ratio Method. Homogeneity and normalization of the data were controlled by SPSS software and the Easy Fit Software was used to select the best distribution funetion. Using the Pearson type 3 distribution (as the best probabilistic distribution function), was calculated daily rainfall for the return period of 2 to 100 years. The maximum daily rainfall were used by GIS software and the normalization of the data was re-controlled, also interpolation by the IDW method. The mean daily maximum rainfall was converted to 6-hour, for different return periods. Rainfall patterns of SCS and WMO were compared and WMO rainfall pattern was selected. Maximum flood flow was calculated with Easy Fit for the return periods of 2, 5, 25, 50 and 100 years. Physiographic maps of basin including slope, aspect, curve number and the hydrologic group map were prepared using GIS. With Arc Hydro, the DEM map was modified. Flood hydrograph was simulated for return periods of 2 to 100 years and simulated maximum flood flow compared with observea maximum flood flow. Relative error (RE) and root mean square error for 2 to 100 years return period were obtained 19.13 % and 8.68 m3/s, respectively. The results of simulation of flood hydrograph showed that, with increasing return period, maximum flow increases with a higher slope. The effect of CN chaging in low return periods is more than that of in high return periods so that, 25% increase in CN caused increase in flow by 63 times for 2 return period, while 6.38times for 100 return period. The results indicate that the least change in the land use (to reduce permeability) causes an intense increase in flood discharge in the region.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: اثر شماره منحنی روی هیدروگراف سیلاب در یک حوضه عکس‌العمل سریع (مطالعه موردی: حوضه خیاو‌چای اردبیل)
Persian Abstract: بحث رواناب و رابطه بارندگی- رواناب یکی از مهم‌ترین و اساسی‌¬ترین موضوع‌ها در هیدرولوژی است. برای کنترل سیلاب در درجه اول مناطقی که دارای پتانسیل بالا در تولید سیلاب هستند و سپس عوامل مؤثر در تولید جریان رواناب باید شناسایی شوند. سیستم مدل‌سازی حوضه‌ها (WMS) یکی از نرم‌افزارهایی است که می¬‌تواند هیدروگراف سیلاب مربوط به حوضه¬ها را با توجه به پارامترهای مورد نیاز شبیه‌سازی کند. تغييرات كاربري اراضي يكي از عامل‌¬های مهم در تغيير جريان هيدرولوژيك، فرسايش حوضه و کاهش تنوع زيستي است. تغییر کاربری اراضی روی شماره منحنی و در نتیجه دبی و هیدروگراف سیل اثر می‌گذارد. منطقه مورد مطالعه حوضه ‌آبخیز خیاو‌چای، با مساحت در حدود 134 کیلومتر مربع در غرب استان اردبیل، جنوب شهرستان مشکین‌شهر و شمال‌غربی توده آتش‌فشانی سبلان واقع شده است. این تحقیق با هدف ارزیابی اثر شماره‌منحنی روی هیدروگراف سیلاب در یک حوضه عکس‌العمل سریع انجام شد. در این تحقیق از حداکثر بارش روزانه 11 ایستگاه و با روش نسبت ¬نرمال نواقص آماری بازسازی شدند. همگن و نرمال بودن داده¬ها با نرم‌افزار SPSS کنترل و داده¬ها وارد نرم¬افزار Easy Fit برای انتخاب بهترین توزیع شدند. با توزیع پیرسون 3 پارامتره (به‌عنوان بهترین تابع توزیع احتمالاتی) بارش روزانه برای دوره‌های بازگشت 2 تا 100 ساله محاسبه شد. بارش حداکثر روزانه وارد نرم¬افزار GIS شد و مجدد نرمال بودن داده ها کنترل شد، هم‌چنین با روش¬ IDW، درون¬یابی انجام شد. میانگین حداکثر بارش روزانه با دوره‌های بازگشت مختلف به بارش 6 ساعته تبدیل شد. برای حوضه الگوی بارش SCS و WMO مورد مقایسه قرار گرفت و الگوی بارش WMO انتخاب گردید. حداکثر دبی مشاهداتی حوضه با Easy Fit برای دوره‌های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال محاسبه گردید. با استفاده از GIS نقشه‌های فیزیوگرافی مؤثر در ایجاد رواناب از قبیل نقشه شیب، جهت شیب، شماره منحنی و گروه هیدرولوژیکی خاک تهیه شد. با نرم‌افزار Arc Hydro نقشه¬ی DEM اصلاح گردید. شبیه¬سازی هیدروگراف سیلاب برای دوره‌های بازگشت 2 تا 100 ساله انجام شد و دبی حداکثر سیلاب شبیه‌سازی شده با دبی سیلاب مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار خطای نسبی و میانگین ریشه مربعات خطا برای دوره‌های بازگشت 2 تا 100 سال به‌ترتیب 13/19 درصد و 68/8 متر مکعب برثانیه محاسبه شد. نتایج شبیه¬سازی هیدروگراف سیلاب نشان داد که با افزایش دوره بازگشت حداکثر دبی با شیب بیش‌تر افزایش می‌یابد. اثر تغییر شماره منحنی روی دبی‌های حداکثر سیلاب در دوره بازگشت کم به‌مراتب بیش‌تر از دوره بازگشت زیاد می‌باشد، به‌نحوی‌که در دوره بازگشت 100 سال با افزایش 25 درصد شماره منحنی دبی حداکثر سیلاب 38/6 برابر شده در حالی‌که در دوره‌های بازگشت 2 سال دبی حداکثر 63 برابر افزایش داشته است. نتایج حاکی از آن است که کم‌ترین تغییر در نوع کاربری (در جهت کاهش نفوذپذیری) باعث افزایش شدید دبی سیلاب در منطقه می¬شود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Raoof, MajidUNSPECIFIED
Hosseini, YasserUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Mostafazadeh, RaoofUNSPECIFIED
Mirzaei, SajjadUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Date Deposited: 02 Oct 2018 09:48
Last Modified: 02 Oct 2018 09:48
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/248

Actions (login required)

View Item View Item