Simulation of Kashkan Basin Rainfall-Runoff Relations Using SCS Method

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

Simulation of rainfall - runoff in the watersheds can provide a way to estimate the peak flow and analyze the relationship between rainfall and runoff appropriately. Therefore, the current study aims to investigate the relationship of rainfall - runoff in catchment Kashkan of Lorestan province in which American Soil Conservation Organization method (SCS) was applied stimulating HEC-HMS hydrological model. Kashkan Basin with an area equal to 39/9287 square kilometers and an average slope of 5/19 percent, was divided into seven sub- basins. Daily rainfall and discharge data rate for seven rain gauge and hydrometric stations, Kaka Reza, Chulhul, Afryneh, Poldokhtar, Madyanrud, Syed Ali and Cham Mirage during a 40-year period, from 1995 to 2008, were collected. They were analyzed regarding vegetation, soil, land use, etc. applying SCS. Moreover, the analysis of calculated rainfall-runoff relations and observed rainfall-runoff relations were carried out by HEC-HMS model, using SCS method, and regression method respectively. The findings show that HEC-HMS model has an accuracy of about 94% for the calculation of calculated rainfall - runoff relations and observed rainfall - runoff relationships proving high ability of the model to simulate the rainfall-runoff in catchment Kashkan. In the calibration phase of the model, maximum flow was estimated as 6795 cubic feet per second, while runoff height as 57/6 inches showing more than 80% similarity compared with the observed values (maximum flow of 5777 cubic feet per second runoff height 91/6 inch). Fault simulation parameters are not identical, but they are estimated up to 35 percent. The model performance has more similarity for two sub- basins of Khorramabad and lower Kashkan.

Keywords


جهانگیر، علیرضا؛ رائینی؛ محمود؛ احمدی، میرضیاء (1387) شبیه‌سازی فرایند بارش-رواناب با شبکة عصبی مصنوعی (ANN) و مقایسة آن با مدل HEC-HMS در حوضة معرّف کارده، مجلّة آب و خاک، علوم و صنایع کشاورزی، 22 (2)، صص. 84-72.
چیداز، آتنا؛ محسنی ساروی، محسن؛ وفاخواه، مهدی (1387) ارزیابی مدل HEC-HMS به منظور برآورد هیدروگراف سیلاب در حوضة آبریز کسیلیان، پژوهش‌های آبخیزداری، 84، صص. 71-59.
سوری‌نژاد، علی (1380) نظیرسازی هیدروکلیماتولوژیکی مدلهای بارش - رواناب در حوضههای آبریز جنوب غربی ایران (حوضههای آبخیز رودخانههای خرمآباد - کشکان در استان لرستان)، رسالة دکتری جغرافیای طبیعی، استاد راهنما: منوچهر فرج‌زاده اصل، دانشگاه تربیت مدرس.
عباسی، محمد؛ محسنی ساروی، محسن؛ خیرخواه، میر مسعود؛ خلیقی سیگارودی، شهرام؛ رستمی‌زاد، قباد؛ حسینی، مجید (1389) بررسی تأثیر فعّالیّت‌های آبخیزداری در زمان تمرکز و شمارة منحنی حوضه با بهره‎گیری از مدل
HEC-HMS (بررسی موردی: حوضة آبخیز کن تهران)، نشریة مرتع و آبخیزداری، 63 (3)، صص. 385-375.
عصاره، علی؛ توکلی‌زاده، احمدعلی؛ کیامنش، حسن (1386) سیستم شبیه‌سازی هیدرولوژی (HEC-HMS)، چاپ اوّل، انتشارات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز.
علیزاده، امین (1382) اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ شانزدهم، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد.
کمالی، بهاره؛ موسوی، سیّد جمشید (1389) کالیبراسیون خودکار مدل مفهومی HEC-HMS رویکرد شبیه‌سازی بهینه‌سازی، پنجمین کنگرة ملّی مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد، صص. 8-1.
موسوی ندوشنی، سید سعید؛ داننده‌مهر، علی (1384) سیستم مدلسازی هیدرولوژیکی چاپ دوّم، انتشارات مؤسّسة فرهنگی هنری دیباگران تهران، تهران.
مهدوی، محمد (1381) هیدرولوژی کاربردی، جلد دوّم، چاپ سوّم، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
نشاط، علی؛ صدقی، حسین (1385) برآورد میزان رواناب با استفاده از روش سازمان حفاظت خاک (SCS) و مدل
HEC-HMS در حوضة آبریز باغ‌ملک خوزستان، مجلّة علوم کشاورزی، 12 (4)، صص. 798-787.
وزارت نیرو، شرکت سهامی آب منطقه‎ای غرب (معاونت مطالعات پایة منابع آب) (1385)، گزارش تلفیق مطالعات منابع آب حوضة آبریز کرخه، جلد دوّم، بررسی‎ها و مشخّصات عمومی، سازة آب شفق، شرکت مهندسین مشاور.
Arekhi. S. (2012) Runoff Modeling by HEC-HMS Model (Case Study: Kan watershed, Iran), International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 4 (23), pp. 1807-1811
Kabiri. R., Chan. A., Bai, R., (2013) Comparison of SCS and Green-Ampt Methods in Surface Runoff-Flooding Simulation for Klang Watershed in Malaysia,Modern Hydrology, 3, pp. 102-114.
Naseri, M., Soleimani Sardoo, F., Katani, M. (2011) Simulation of the Rainfall-Runoff Process Using of HEC-HMS Hydrological Model (A Case Study of Sheikh Bahaei Dam Basin) World Academy of Science, Engineering and Technology, 5, pp. 17-27.
Rajesh K. M., Arbind K. V., Maden K. J., (2009) Evaluation of HEC-HMS and WEPP for simulating watershed runoff using Remote Sensing and Geographical Information System (GIS), Paddy Water Environment, 8 (2), pp. 131-144.
Yener, M. K, Sorman, A. U., Sorman, A. A., Sensoy, A. (2006) Modeling Studies with HEC-HMS and Runoff Scenarios in Yuvacik basin,Turkiye, International Congress on River Basin, pp. 621-634.
Yusop, Z., Chan, C. H., Katimon, A. (2007) Runoff Characteristics and Application of HEC-HMS for Modeling Stormflow Hydrograph in Oil Palm Catchment, Water Science &Technology, 56 (8), pp. 41-48.