مقایسه و تحلیل روابط تجربی در برآورد زمان تمرکز (مطالعه موردی استان خوزستان)

زمان تمرکز (tc) یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات هیدرولوژیک است که نقش مهمی در طراحی سازه‌های کنترل سیلاب، شبیه‌سازی رواناب و مدیریت منابع آب ایفا می‌کند. در این پژوهش، عملکرد هفت رابطه تجربی شامل برانس - ویلیامز، کالیفرنیا، جیاندوتی، کرپیچ، پیلگریم، هیدروگراف استدلالی و کارتر در برآورد زمان تمرکز برای 35 زیرحوضه در استان خوزستان بررسی شد. برای ارزیابی دقت این روابط، ابتدا شش زیرحوضه با داده‌های معتبر بارش - رواناب انتخاب و زمان تمرکز مشاهداتی آن‌ها محاسبه شد. سپس، خروجی روابط تجربی با مقادیر مشاهده‌ای مقایسه شد و با استفاده از شاخص‌هایی مانند rmse، me و ضریب کارایی نش - ساتکلیف (nse) تحلیل آماری صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل کرپیچ با rmse معادل 2 ساعت، me برابر با 0/44 ساعت و nse برابر با 0/91، دقیق‌ترین و قابل‌اعتمادترین تخمین را ارائه می‌دهد. پس از آن، از این روابط برای تخمین زمان تمرکز در سایر زیرحوضه‌ها استفاده شد. درنهایت، نقشه پهنه‌بندی زمان تمرکز تولید شد که می‌تواند به‌عنوان ابزاری موثر برای طراحی هیدرولیکی، تحلیل سیلاب و برنامه‌ریزی بهینه منابع آب در استان خوزستان مورد بهره‌برداری قرار گیرد.

comparison and analysis of empirical equations for estimating time of concentration (a case study in khuzestan province)

time of concentration (tc) is one of the key parameters in hydrological studies, playing a critical role in flood control structure design, runoff simulation, and water resource management. this study evaluates the performance of seven empirical equations—bransby-williams, california, giandotti, kirpich, pilgrim, rational hydrograph (scs), and carter—in estimating tc across 35 sub-watersheds in khuzestan province, iran. to assess the accuracy, six sub-watersheds with reliable rainfall-runoff data were selected, and observational tc values were calculated. the estimated results from the empirical formulas were then compared with observed data using statistical indices such as rmse, me, and the nash–sutcliffe efficiency (nse). the findings revealed that the kirpich equation provided the most accurate and reliable estimates, with rmse = 2 hours, me = 0.44 hours, and nse = 0.91. subsequently, all seven models were applied to estimate tc for the remaining sub-watersheds. finally, a concentration time zoning map was generated, which can serve as a practical tool for hydraulic design, flood risk analysis, and optimal water resource planning in khuzestan province.