Assessment of two loss methods for estimation of surface runoff in Zaafrania urban catchment, North-East of Algeria

• Autorzy: Dahdouh Y. , Ouerdachi L.

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2018-0004

Warianty tytułu

PL

Ocena dwóch metod szacowania spływu powierzchniowego w miejskiej zlewni Zaafrania, północnowschodnia Algieria

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Surface runoff is a major problem in urban catchments; its generation is always related to the amount of effective rainfall dropped over the surface, however in urban catchments the process is considerably altered by the emergence of impervious areas. In this study the Soil Consevation Service – curve number (SCS-CN) and the Green–Ampt loss methods were used in rainfall-runoff modelling in the Zaafrania urban catchment which is located in Annaba city in the north east of Algeria. The two loss methods were carried out within Hydrologic Engineering Center – Hydrologic Modelling System (HEC-HMS), the choice of the appropriate method for simulating runoff hydrographs in the study area was made by comparing the simulated hydrographs versus observed data using visual inspection and statistical analysis. The results indicate that SCS-CN loss method fit better in the case of 100 years return period NSE (0.462) than in 10 years NSE (0.346) and the results of calibration of Green– Ampt loss method for the 100 years return period NSE (0.417) provide best fit than the case of 10 years NSE (0.381). Furthermore, the results of both return periods (10 and 100 years) of SCS-CN loss method provide best fit than the results of return periods (10 and 100 years) of Green–Ampt loss method. It could be concluded that SCS-CN method is preferred to the Green–Ampt method for event based rainfall-runoff modelling.

PL

Spływ powierzchniowy jest głównym problemem w miejskich zlewniach. Spływ jest zawsze uzależniony od opadu, jednak w miejskich zlewniach proces ulega znaczącej modyfikacji z powodu obecności powierzchni nieprzepuszczalnych. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy zastosowano dwie metody – SCS-CN (ang. Soil Coservation Service – curve number) i Green–Ampt do modelowania relacji opad–odpływ w miejskiej zlewni Zaafrania na terenie miasta Annaba na północnym wschodzie Algierii. Obie metody realizowano w ramach modelu HEC-HMS. Odpowiednią metodę symulowania hydrogramu odpływu dobrano na podstawie wizualnej oceny i analizy statystycznej. Wyniki dowodzą, że metoda SCS-CN dawała lepsze dopasowanie w przypadku stuletniego okresu powtarzalności (NSE = 0,462) niż w przypadku okresu dziesięcioletniego (NSE = 0,346). Wyniki kalibracji metodą Green–Ampt zapewniały lepsze dopasowanie dla stuletniego niż dla dziesięcioletniego okresu powtarzalności (NSE odpowiednio 0,417 i 0,381). Ponadto wyniki metody SCS-CN dla obu okresów (10 i 100 lat) wykazywały lepsze dopasowanie niż wyniki uzyskane za pomocą metody Green– Ampt dla tych okresów. Można wnioskować, że metoda SCS-CN ma przewagę nad metodą Green–Ampt w modelowaniu relacji opad–odpływ w odniesieniu do poszczególnych zdarzeń.

Słowa kluczowe

EN

Green–Ampt method; HEC-HMS method; rainfall-runoff modelling; SCS-CN; surface runoff; urban catchment

PL

metoda Green–Ampt; metoda HEC-HMS; modelowanie relacji opad–odpływ; SCS-CN; spływ powierzchniowy; zlewnia miejska

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 36
• Strony: 37--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dahdouh Y.

• Badji Mokhtar-Annaba University, Laboratory of Hydraulics and Hydraulic Constructions, P.O. BOX 12, 23000 Annaba, Algeria

autor

Ouerdachi L.

• Badji Mokhtar-Annaba University, Laboratory of Hydraulics and Hydraulic Constructions, P.O. BOX 12, 23000 Annaba, Algeria

Bibliografia

• ALI M., KHAN S.J., ASLAM I., KHAN Z. 2011. Simulation of the impacts of land-use change on surface runoff of Lai Nullah Basin in Islamabad, Pakistan. Landscape Urban Plan. Vol. 102. Iss. 4 p. 271–279.
• AZAM M., KIM H.S., MAEN J.S. 2017. Development of flood alert application in Mushim stream watershed Korea. International Journal of Disaster Risk Reduction. Vol. 21 p. 11–26.
• BANSODE A., PATIL K.A. 2014. Estimation of runoff by using SCS curve number method and arc GIS. International Journal of Scientific and Engineering Research. Vol. 5. Iss. 7 p. 1283–1287.
• BHURA C.S., SINGH N. P., MORI P.R., PRAKASH I. 2015. Estimation of surface runoff for Ahmedabad urban area using SCS-CN method and GIS, IJSTE. International Journal of Scientific and Engineering Research. Vol. 1. Iss. 11 p. 2349–2784.
• CHU S.T. 1978. Infiltration during unsteady rain. Water Resources Research. Vol. 14. Iss. 3 p. 461–466.
• DU J., QIAN L., RUI H., ZUO T., ZHENG D., XU Y., CH Y. 2012. Assessing the effects of urbanization on annual runoff and flood events using an integrated hydrological modeling system for Qinhuai River basin, China. Journal of Hydrology. Vol. 464–465 p. 127–139.
• HAFEZPARAST M., ARAGHINEJAD S., EHSAN FATEMI S., BRESSERS H. 2013. A conceptual rainfall-runoff model using the auto calibrated NAM models in the Sarisoo River. Hydrology: Current Research. Vol. 4. Iss. 148 pp. 6. DOI 10.4172/2157-7587.1000148.
• LAOUACHERIA F., MANSOURI R. 2015. Comparison of WBNM and HEC-HMS for runoff hydrograph prediction in a small urban catchment. Water Resources Management. Vol. 29 p. 2485–2501. DOI 10.1007/s11269-015-0953-7.
• LEE S.B., YOON C.G., JUNG K.W., HWANG H.S. 2010. Comparative evaluation of runoff and water quality using HSPF and SWMM. Water Science and Technology. Vol. 62. Iss. 6 p. 1401–1409.
• LI J., LIU C., WANG Z., LIANG K. 2015. Two universal runoff yield models: SCS vs. LCM. Journal of Geographical Sciences. Vol. 25. Iss. 3 p. 311–318. DOI 10.1007/s11442-015-1170-2.
• MOKHTARI E.H., REMINI B., HAMOUDI S.A. 2016. Modelling of the rain–flow by hydrological modelling software system HEC-HMS – watershed’s case of wadi Cheliff Ghrib, Algeria. Journal of Water and Land Development. No. 30 p. 87–100. DOI 1 0.1515/jwld-2016-0025.
• NEARING M.A., LIU B.Y., RISSE L.M., ZHANG X. 1996. Curve numbers and Green–Ampt effective hydraulic conductivities. Journal of the American Water Resources Association. Vol. 32. No. 1 p. 125–136. DOI 10.1111/j.1752-1688.1996.tb03440.x.
• NRCS 2008. National engineering handbook. Part 630. Hydrology. Washington D.C. USDA.
• RADECKI-PAWLIK A., WAŁĘGA A., WOJKOWSKI J., PIJANOWSKI J. 2014. Runoff formation in terms of changes in land use – Mściwojów water reservoir area. Journal of Water and Land Development. No. 23 p. 3–10. DOI 10.1515/jwld-2014-0024.
• ROSSMAN L.A. 2009. Storm water management model user’s manual version 5.0. EPA/600/R-05/040. Cincinnati, Ohio. National Risk Management Research Laboratory. USEPA.
• SAGHAFIAN B., FARAZJOO H., BOZORGY B., YAZDANDOOST F. 2008. Flood intensification due to changes in land use. Water Resources Management. Vol. 22 p. 1051–1067.
• SKHAKHFA I.D., OUERDACHI L. 2016. Hydrological modelling of wadi Ressoul watershed, Algeria, by HEC-HMS model. Journal of Water and Land Development. No. 31 p. 139–147. DOI 10.1515/jwld-2016-0045.
• WILCOX B.P., RAWLS W.J., BRAKENSIEK D.L., WIGHT J.R. 1990. Predicting runoff from Rangeland catchments: A comparison of two models. Water Resources Research. Vol. 26. No. 10 p. 2401–2410.
• ZOPE P.E., ELDHO T.I., JOTHIPRAKASH V. 2015. Impacts of urbanization on flooding of coastal urban catchment: A case study of Mumbai City, India. Natural Hazards. Vol. 75 p. 887–908.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).