تعیین روابط تجربی مناسب برای برآورد زمان تمرکز حوضه های آبخیز

زمان تمرکز یک حوضه، عبارتست از مدت زمانی که یک قطره باران خالص، طویلترین مسیر حوضه را طی کرده و به نقطه خروجی حوضه می رسد. زمان تمرکز یک حوضه آبخیز بعنان اساسی برای انتخاب شدت باران طرح از منحنی های شدت-مدت-فراوانی هر منطقه که ارتباط تنگاتنگی با سیلابهای حداکثر در فرمول استدلالی دارد، می باشد. لذا، زمان تمرکز یکی از مهمترین عوامل در محاسبه رواناب حداکثر حوضه می باشد. همچنین، بسیاری از مدلهای هیدرولوژیکیی مثل مدل کامپیوتری سازمان حفاظت خاک ‏‎(scs)‎‏ و مدل هیدروگراف واحد احتیاج به برآورد زمان تمرکز دارند. با شناخت اهمیت زمان تمرکز در طراحی و ارزیابی هیدرولوژیکی، محققین فرمولهای زیادی را جهت برآورد زمان تمرکز پینشهاد کرده اند که اکثر این فرمولها براساس اطلاعات محدودی می باشند و در مناطق خاصی واسنجی شده اند. لذا، باید این فرمولها برای مناطق مختلف مورد ارزیابی قرار گیرند. در این تحقیق یازده حوضه که شامل نه حوضه در استان تهران، یک حوضه در استان مازندران و یک حوضه در استان اصفهان با مساحتهای بین 16 تا 712 کیلومتر مربع و شیب آبراهه اصلی بین 77/0 تا 14 درصد که مجهز به یک اشل ثبات سطح آب (لیمنوگراف) و یک باران سنج ثبات بودند، جهت مطالعه انتخاب گردیدند. زمان تمرکز واقعی این حوضه ها با تجزیه و تحلیل تمامی رگبارهایی که سیل همزمان آنها ثبت شده بود و با استفاده از روش تجزیه هیدروگراف بدست آمد. همچنین چهارده فرمول تجربی که متغیرهای موجود در آنها دارای کمترین خطا بودند از بین 45 فرمول تجربی انتخاب شدند. با بدست آوردن زمانهای تمرکز واقعی حوضه های مورد مطالعه و زمانهای تمرکز حاصله از این فرمولها، مشخص گرددی که تمامی فرمولهای موجود فاقد دقت مناسب در تخمین زمان تمرکز هستند و باید ضرایب این فرمولها برای حوضه های مورد مطالعه تعدیل گردند. بنابراین، با استفاده از برنامه نرم افزاری ‏‎sas‎‏، از این فرمولها ده مدل واسنجی ساخته شد. با ارزیابی این مدلهای واسنجی، مشاهده شد که به غیر از مدل واسنجی شده پیلگریم-مک درمات بقیه مدلها یا دارای ضریب تبیین اصلاح شده مطلوبی نیستند و یا ضرایب آنها در سحط پایینی معنی دار می شوند. بنابراین، جهت رسیدن به دقت بالاتر در برآورد زمان تمرکز نه متغیر موثر بر زمان تمرکز که شامل یک متغیر مربوط به عامل هواشناسی، یک متغیر مربوط به عامل پوشش گیاهی حوضه و هفت متغیر مربوط به عامل فیزیوگرافی حوضه که دقت تعیین آنها نسبتا بالا بود انتخاب شدند و مشاهده شد که ازاین متغیرها هشت متغیر اثر قابل توجهی بر زمان تمرکز دارند. با در نظر گرفتن مدل زمان تمرکز بعنوان یک مدل توانی که تقریبا در تمامی فرمولها این مدل وجود دارد و با ترکیب این هشت متغیر، 248 مدل بدست آمد. همچنین با حذف داده های مربوط به حوضه ای که دارای کمترین شیب بود، 248 مدل دیگر بدست آمد. در کل هشت مدل که شامل دو مدل یک متغیره، سه مدل دو متغیره، سه مدل سه متغیره می شد، بدست آمد که از بین این هشت مدل، دو مدل همان مدلهای واسنجی شده پیلگریم-مک درمات و مدل واسنجی شده و نتورا با اطلاعات ده حوضه بود. در نهایت این مدلها، بعنوان مدلهای بهینه برآورد زمان تمرکز معرفی شدند. این مدلها می توانند به عنوان مدلهای مطلوب برآورد زمان تمرکز برای حوضه هایی که دارای خصوصیات مشابه با حوضه های مورد مطالعه هستند، معرفی گردند.