هیدروگراف واحد

هیدروگراف واحد، پاسخ رواناب یک حوضه آبریز به یک عمق واحد از بارندگی مؤثر است که حوضه آبریز را به عنوان یک سیستم خطی در نظر می‌گیرد و می‌تواند برای پیش‌بینی هیدروگراف‌های سیلاب استفاده شود.

Definition

هیدروگراف واحد، هیدروگراف رواناب مستقیم ناشی از یک واحد (به عنوان مثال، یک سانتی‌متر) بارندگی مؤثر است که به طور یکنواخت در یک حوضه آبریز در طول یک مدت زمان مشخص اعمال می‌شود و به عنوان تابع پاسخ خطی حوضه آبریز استفاده می‌گردد.

Scope

این موضوع به تعریف و مفروضات هیدروگراف واحد، استخراج آن از طوفان‌های مشاهده‌شده، کاربرد آن برای پیش‌بینی رواناب از طریق کانولوشن، و هیدروگراف‌های واحد مصنوعی و لحظه‌ای می‌پردازد. این رویکرد کلاسیک سیستم‌های خطی به تبدیل بارندگی-رواناب است که از نظر فیزیکی در موضوع مکانیسم‌های رواناب معرفی شده است.

Core questions

• هیدروگراف واحد چیست و چه مفروضاتی دارد؟
• هیدروگراف واحد چگونه از بارندگی و رواناب مشاهده‌شده استخراج می‌شود؟
• چگونه از آن برای پیش‌بینی هیدروگراف رواناب ناشی از یک طوفان استفاده می‌شود؟
• هیدروگراف‌های واحد مصنوعی و لحظه‌ای چه هستند؟

Key concepts

• بارندگی مؤثر (مازاد)
• رواناب مستقیم
• خطی بودن و برهم‌نهی
• کانولوشن
• هیدروگراف واحد لحظه‌ای
• هیدروگراف‌های واحد مصنوعی

Key theories

نظریه هیدروگراف واحد

شرمن پیشنهاد کرد که رواناب مستقیم متناسب با بارندگی مؤثر است و پاسخ حوضه آبریز ثابت و جمع‌پذیر است، بنابراین هیدروگراف هر طوفان را می‌توان با مقیاس‌بندی و برهم‌نهی هیدروگراف واحد (کانولوشن) ساخت.

سیستم‌های خطی و هیدروگراف واحد لحظه‌ای

هیدروگراف واحد به عنوان پاسخ ضربه یک سیستم خطی و تغییرناپذیر با زمان تعمیم یافت که منجر به هیدروگراف واحد لحظه‌ای و مدل‌های مفهومی پاسخ حوضه آبریز شد.

Clinical relevance

هیدروگراف واحد همچنان یک ابزار شفاف و پرکاربرد برای برآورد سیلاب طراحی و پیش‌بینی بارندگی-رواناب در هیدرولوژی مهندسی است، از جمله در مکان‌های بدون اندازه‌گیری از طریق هیدروگراف‌های واحد مصنوعی، و مبنای مفهومی بسیاری از مدل‌های حوضه آبریز را فراهم می‌کند.

History

شرمن روش هیدروگراف واحد را در سال ۱۹۳۲ معرفی کرد؛ دهه‌های بعدی آن را از طریق نظریه سیستم‌های خطی، هیدروگراف واحد لحظه‌ای (دوج و دیگران)، و هیدروگراف‌های واحد مصنوعی برای حوضه‌های آبریز بدون اندازه‌گیری رسمی‌تر کردند و آن را به سنگ بنای هیدرولوژی کاربردی تبدیل نمودند.

Key figures

• LeRoy K. Sherman
• James C. I. Dooge
• Ven Te Chow

Seminal works

• sherman1932
• chow1988
• dooge1959

Frequently asked questions

چرا هیدروگراف واحد یک روش خطی نامیده می‌شود؟

این روش فرض می‌کند که دو برابر شدن بارندگی مؤثر، رواناب را دو برابر می‌کند (تناسب) و پاسخ‌ها به افزایش‌های متوالی بارندگی با هم جمع می‌شوند (برهم‌نهی)؛ این مفروضات خطی به هیدروگراف هر طوفان اجازه می‌دهد تا با کانولوشن بارندگی با هیدروگراف واحد ساخته شود.

هیدروگراف واحد مصنوعی چیست؟

این یک هیدروگراف واحد است که از ویژگی‌های حوضه آبریز، مانند مساحت، شیب و زمان تمرکز، به جای داده‌های مشاهده‌شده بارندگی-رواناب، تخمین زده می‌شود و امکان کاربرد این روش را در حوضه‌های آبریز بدون اندازه‌گیری فراهم می‌کند.