Assessment of Riverine Currents to Estimate the Theoretical Hydrokinetic Power and Energy Using Hydraulic Geometry

JournalofAgricultura 12 views 18 slides Oct 15, 2024
Slide 1
Slide 1 of 18
Slide 1
1
Slide 2
2
Slide 3
3
Slide 4
4
Slide 5
5
Slide 6
6
Slide 7
7
Slide 8
8
Slide 9
9
Slide 10
10
Slide 11
11
Slide 12
12
Slide 13
13
Slide 14
14
Slide 15
15
Slide 16
16
Slide 17
17
Slide 18
18

About This Presentation

There are two types of hydropower harvesting methods: conventional and unconventional. In the conventional method, the potential energy of water is harvested using a dam or barrage. However, in the unconventional method, the kinetic energy of flowing water is extracted using hydrokinetic turbines. R...


Slide Content

Research Article
Vol. 14, No. 3, 2024, p. 319-336

Assessment of Riverine Currents to Estimate the Theoretical Hydrokinetic
Power and Energy Using Hydraulic Geometry

M. Sadeghi-Delooee
1
, R. Alimardani
2*
, H. Mousazadeh
3

1- PhD Candidate, Department of Mechanical Engineering of Biosystems, Faculty of Agriculture, Campus of
Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2- Professor, Department of Mechanical Engineering of Biosystems, Faculty of Agriculture, Campus of Agriculture and
Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3- Associate Professor, Department of Mechanical Engineering of Biosystems, Faculty of Agriculture, Campus of
Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
(*- Corresponding Author Email: [email protected])

How to cite this article:
Sadeghi-Delooee, M., Alimardani, R., & Mousazadeh, H. (2024). Assessment of Riverine
Currents to Estimate the Theoretical Hydrokinetic Power and Energy Using Hydraulic
Geometry. Journal of Agricultural Machinery, 14(3), 319-336. (in Persian with English
abstract). https://doi.org/10.22067/jam.2023.82429.1166
Received: 15 May 2023
Revised: 11 August 2023
Accepted: 22 August 2023
Available Online: 01 September 2024

Introduction
1

There are two types of hydropower harvesting methods: conventional and unconventional. In the
conventional method, the potential energy of water is harvested using a dam or barrage. However, in the
unconventional method, the kinetic energy of flowing water is extracted using hydrokinetic turbines. Resource
assessment is a pivotal step in developing hydrokinetic energy sites. Power density (power per unit area) is used
to estimate the theoretical hydrokinetic power of a site. Flow velocity and cross-sectional area are the two
variables that constitute the power density. Researchers use various methods such as numerical simulation, direct
velocity measurement, or indirect velocity calculation using discharge data to conduct resource assessment. In
the latter method, the Manning equation is used to convert the discharge data into velocity values. While this
method is straightforward for canals, given their fixed and known geometry, it is cumbersome to calculate the
hydraulic radius in rivers. To overcome this challenge, numerous researchers have proposed the utilization of
hydraulic geometry (HG) to estimate the width and depth of a river reach, and then calculate the hydraulic radius
based on these estimated values. The main objective of this study is to present and implement a fast method for
assessing theoretical hydrokinetic power using the HG and the Manning equation.
Materials and Methods
In the present study, two hydrometry stations (Gachsar and Siera-Karaj) were selected in the Karaj dam
watershed in Iran to implement resource assessment based on HG. A computer code comprising the following
four steps was developed in Python using the Google COLAB environment.
1. Data Preparation: The monthly-averaged discharge, Manning roughness coefficient, and slope were
collected and imported into the code. The roughness coefficient could be determined directly or indirectly. In the
present study, it was considered to be 0.045 for the Karaj River according to the literature review. ArcGIS
software and the Digital Elevation Model (DEM) were used to extract the local slope of each hydrometry station.
For this purpose, the stream network of Alborz province was first extracted, and then the longitudinal elevation
profile was measured using the 3D Analyst tools.
2. Discharge Data Processing: The flow duration curve (FDC) is one of the computational tools used by
engineers to describe the hydrological regime of watersheds. FDC is a graphical representation of the cumulative


©2024 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons
Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0).
https://doi.org/10.22067/jam.2023.82429.1166
Journal of Agricultural Machinery
Homepage: https://jame.um.ac.ir

023 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
distribution of flows. In the present study, an all-time record FDC for each station was constructed, and fitted
with five different probability distribution functions (PDF). The results of PDF fittings were evaluated by
different goodness-of-fit indices, and the best PDF was selected.
3. Calculations of HG and the Manning Equation: The HG formulas were used to calculate the width and
depth of flow using the reconstructed FDC from the previous step. These values, along with the roughness
coefficient and slope, were used to calculate flow velocity using the Manning equation. After obtaining the flow
velocity values, the power density was easily computed.
4. Generating Outputs: In the final step, two categories of outputs are generated: (1) duration curves for
width, depth, flow velocity, and power density, and (2) theoretical and turbine-extracted energy diagrams.
Results and Discussion
The goodness-of-fit indices for PDF fitting indicated that the log-normal PDF is the most suitable distribution
to describe the FDC with a coefficient of determination of 0.99. The calculated average discharge (Q50) for the
Gachsar and Siera stations was 2.34 and 7.68 m
3
s
-1
, respectively. These values are consistent with findings from
previous studies. The results of the Manning equation calculations revealed that the flow velocity does not differ
significantly between these stations (8% higher at Siera). The base flow depth at the Gachsar and Siera stations is
less than 1 m. Therefore, as indicated in the literature review, axial flow (propeller) turbines are not suitable for
installation in these rivers because they need to be fully submerged and require at least 1 m of depth. Overall, the
use of wide and short turbines, such as Savonius turbines, is suggested in the Karaj River. The energy analysis
results show that the maximum monthly theoretical energy at Gachsar and Siera equals 38,500 and 125,500
kWh, respectively. However, considering a turbine with a 1 m
2
swept area and a power coefficient of 0.2, the
maximum monthly extracted energy is limited to 940 and 1,142 kWh at these two stations.
Conclusion
This study presents a fast method for the theoretical assessment of hydrokinetic power, which was applied to
two hydrometry stations in the Karaj dam watershed. The results of HG calculations revealed that the base
velocity (V90) of 1.34 and 1.49 m s
-1
is present at the Gachsar and Siera stations, respectively. According to the
available depths at these stations, the use of wide and short turbines such as Savonius turbines is suggested. Each
individual Savonius turbine with a unit swept area at Gachsar and Siera is estimated to extract a maximum
monthly energy of 940 and 1,142 kWh, respectively.
Keywords: Flow duration curve, Hydraulic radius, Manning equation, Monthly energy, Probability
distribution

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...023

میشهوژپ هلاق
دلج41 هرامش ،3 ، زییاپ4143 ص ،336-343

هناخدور نایرج یبایزراهب اهیبآ یژرنا و ناوت نیمخت روظنمهرهب اب یرظن یشبنج هسدنه زا یریگ
کیلوردیه

یئولد یقداص نارهم
1
ینادرمیلع اضر ،
2*
،هداز یسوم نیسح
3

:تفایرد خیرات52/25/2025
:شریذپ خیرات12/22/2025
هدیکچ
نیبروتیبآ یاه دنترته ررب دیلوت و بآ یشبنج یژرنا لاصحتسا هب رداق ریگبآ دنب ای دس تخاس هب زاین نودب و هناخدور نورد یریگرارق اب یشبنج
هب رد هک یتاعوضوم زا یکیاح رایتب یروانف نیا یریگراکلیتناتپ عوضوم تسا تیمها زئهب یرظن یژرنا و ناوت نیمخت و یجنس قطانم باختنا روظنم
شور نیب زا تسا یتازیهجت نینچ بصن دعتتملیتناتپ عونتم یاه زا ناریرج تعررس هبرساحم و کیلوردیه هسدنه زا هدافتسا شهوژپ نیا رد ،یجنس
هب دش باختنا گنینام هلداعمهدایپ روظنمر نیا یزاستفای هعسوت یرتویپماک دک کی شو یرط هرک0 یررظن یژررنا و ناورت یلارگچ ،تعررس هرلحرم
تیاس یاهرظندروم یم رارق ربراک رایتخا رد و هبساحم ارهدایپ یارب دهد جرک دس زیخبآ هضوح رد اریس و رتچگ یرتموردیه هاگتتیا ود شور نیا یزاس
موادت ینحنم ادتبا دندش باختنا زربلا ناتسا رد هرلداعم و کیلوردریه هرسدنه زا هدافتسا اب سپس و دش شزارب لامتحا عیزوت عباوت اب هاگتتیا ره نایرج
یریعت بیررض و لامرن گول عیزوت اب یبایزرا دروم هاگتتیا ود ره نایرج موادت ینحنم دش هبساحم نایرج یژرنا و ناوت یلاگچ ،تعرس ،گنینام ن99/2
یارب یرظن ناوت یلاگچ دندش شزارب هاگتتیا لامتحا اب اریس و رتچگ یاه92% رتشیب وهبترتیب ربارب5/2 و76/2 ارب درش دروآرب عبرمرتم رب تاوولیک
نیبروت زا هدافتسا ،نایرج مک قمع هب هجوتیم داهنشیپ تیاس ود نیا یارب سوینواس یاهنیبروت هاگتسد کی طسوت یدیلوت هناهام یژرنا هنیشیب دوش اب
بوراج تحاتم زین اریس و رتچگ رد دحاوهبترتیب ربارب902 و2205 ولیکو دش دروآرب تعاس تا

هژاو :یدیلک یاه ،هناهام یژرنا،لامتحا عیزوت ،گنینام هلداعم ،کیلوردیه عاعش نایرج موادت ینحنم

همدقم
1

ژرنای رببآی
05
ه هرخرچ رد بآ ترکرح اربریژولوردیک هرخرچ(

2- کریناکم یرسدنهم هوررگ یرتکد یوجشناد ،یزروارشک هدکرشناد ،مترتیسویب
ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک ناگدکشناد
5- ناگدکرشناد ،یزروارشک هدکرشناد ،مترتیسویب کریناکم یرسدنهم هوررگ داتسا
ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک
1- ناگدکرشناد ،یزروارشک هدکرشناد ،مترتیسویب کریناکم یسدنهم هورگ رایشناد
ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک
*(- :لوئتم هدنتیونEmail: [email protected])
https://doi.org/10.22067/jam.2023.82429.1166
4- Hydropower
)بآ
21
مأتین می بآ هخرچ دوش زا ار دوخ ناوتژرنای شروخیدی مأتین
مینکدهب ،هنوگهک یا شروخ شباتیدی مز حطس هبین سرید،ه امرگ هب
دبتیل و هدش خبت ار بآیر رمی درنک دزنریک هرب22% ژررنا لرک زای
شروخیدی دوروی مز هبین اربی خبتیر م هدافتسای و دورش هرب لیدربت
ژرنای هننا
70
ردرم بآ راخبیرادردم دورشی ( بآ رارخب زا55% )هرب
کشخیاه م دراویدوش هب ًادعب هکمکارتم ربا تروص لکرش هرب و هدش
یم یوج تلاوزندرابراددم ی ورج تلاوزرن زای ور ررب هرکی حطرس
مزین میریدز لوت باناورید می أرت ترحت و دنکیر تمرس هرب شناررگ
ردیاهچایرد و اهاه م زابینآ زا ددرگاجیی هک ناوتژرنا زا بآ هخرچی
شروخیدی مأتین مینامز ات ،دوشیشروخ هکید میدبات زرین هرخرچ نیا

5- Hydrological Cycle (Water Cycle)
6- Latent Energy

نيشام هیرشنيزرواشک ياه
https://jame.um.ac.ir

022 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
ژرنا و تشاد دهاوخ همادای بآی هب اریک ژررنا عربنمی دجتیدذرپیر و
اپیراد دبتیل میدرنک (Killingtveit, 2022) هرهبرادرربی یژررنا زا
ربیم ار یبآ داد مارجنا مورسرمریر و مورسرم ترورص ود هرب ناورت
هبیم هدافتسا بآ لیتناتپ یژرنا زا موسرم تروص شور رد ارما ،دورش
دافتسا اب بآ یشبنج یژرنا موسرمریرلدبم زا هیربآ یاه هرب یرشبنج
یم لیدبت ربیربآ یژرنا ار نآ هک دوشیرشبنج
22
یرم هزوررما درنمان
رب یژرنا دیلوت موسرمریر شور ارریز ترسا هرجوت درورم رترشیب یبآ
لدبم دراد بآ یعیبط نایرج یور رب یزیچان تار ایربآ یاه یرشبنج
یم نایرج یور یفارحنا ریتم و ریگبآ دنب ،دس کی تخاس نودب دنناوت
دنزادرپب یژرنا دیلوت هب یعیبط(Saini & Saini, 2023) رارک لرصا
لدبمیبآ یژرنا یاه یشبنجبشیه هبیک بروتین داربی ترسا، طردف
حمیط یراک زااوره ت بآ هربرییر رمیدرنک (Killingtveit, 2019)
لکش2 و ازجاآرفیدن دبتیل ژررنای لدربم عورن نریا رد نارشن ار اره
یم دهد(Yadav, Kumar, & Jaiswal, 2023) .لدبم نیا یرط اه
0 یم هریخذ و دیلوت ار یکیرتکلا یژرنا هلحرم:دننک (2) بروتین ژرنای
شبنجی راج بآ رد دوجومی ژررنا هب اری نارکمیکی دربتیل رمیدرنک
یژرنا( ناکمیکی روحمراود ( ،)نیبروت5) هعومجمای زا ررچهدرنداره
اربی بهیهنزاسی روحم رواتشگ و تعرسراود م هدافتسای هک دوش دلوم
یکیرتکلا یژرنا تکرح هب ارمردیدروآ یکیرتکلا یژرنا دلوم( ابید ارب
تبا تعرسی ز دنک راکیار ارب هاگتسد رهی راکرد دماتب هتخارس تبا
یم( ،)دوش1) روتارنژیکیرتکلا ژرنای ناکمیکی ژرنا هب اری رتکلایرکی
دبتیل میدنک، (0) رخآ هلحرم ردیا ژرنای رتکلایکی یدیلوتدترتمیًام
م لصتم هکبش هبی دوشیا زایک رتابی اربی خذیهریزاس نآ هدافتسا
می دوش
هزوحاهی دحتیتادهزورما هک یمهم ی هرب نارنچمه دوربهب رورظنم
رواررنفی رربآیررشبنجی رورررض لماررش تررسا یزرا تاررعلاطمرریبای و
تناتپیلجنس ،یبروت دوبهب و باختنای،ن زرایبای هدزاب دبتیل ژررنای و
ز تار ایتتحمیطیم ی دورش(Ibrahim, Mohamed, & Ismail,
2021) نوتنیکنج (Jenkinson, 2010) لمعلاروترسد نیرلوا عمارج
یربآ یژررنا لیتناتپ شجنس یارب و قریلخ دررک نیودرت ار یرشبنج
ونیسوک(Khaliq & Cousineau, 2020) ارب دورخ عماج شرازگ رد
ناونع«یبآ یژرنا یبایزرااداناک یشبنج » یشبنج ناوت هک دندرک نایب
یرم ار تکرح لاح رد لایس کی ،لایرس یلارگچ زا هدافترسا ارب ناورت
عرس لارصحتسا نآ زا یژررنا هرک یرعطدم حطس تحاتم و لایس ت
یم هرطبار( دورمن هبرساحم دوش2،) نآ رد هرک�
� رد یرشبنج ناورت
،سرتسد� ،لایس یلاگچ?????? و عطدم حطس تحاتم� لایرس تعرس
نآ ؛تسایبآ ناوت هک دندوزفا نینچمه اههب یرشبنج یلارگچ ترورص

1- Hydrokinetic Energy
( ناوت��)
5
یم هئارا زین هطبار( دوش5 هک )عقاورد ناوت نامهازا هب ی
نایرج رد تسا دحاو حطسهناخدور یاهیرم یا ار اررف نریا ناورت
یرمن ر یلارگچ رد یرریی ت ،ارمد تارریی ت اب یتح هک تشاد و درهد
یم تبا یلاگچ ارهنت لایرس تعررس و تحارتم سارسا نریا رب دنام
یشبنج یبآ ناوت نییعت یارب هک دنتته ییاهری تم اذل تسا زاین دروم
،تعرس نییعتًاصوصخم نیگنایم تعرس عیزوت
1
هرناخدور کی نورد ،
یبآ ناوت یبایزرا رد یساسا روتکافیرظن یشبنج
0
ترسا هناخدور کی
یرظن یژرنا نازیم یفرط زا
2
(�
??????ℎ�����??????��� عرطدم کری رد دوجوم )
( ینامز هزاب کی رد هناخدور�یم ار ) هطبار زا ناوت(1 دورمن هبساحم )
ک ینامز هزاب نیا هبتحرب هام یارب و هدوب تعاس رربارب رلتخم یاه
هام ره زور دادعتبرضرد ددع50 تسا(Ibrahim et al., 2021) رب
( نیبروت هاگتسد ره یدیلوت یژرنا ساسا نیا�
??????���??????��( هطبار زا )0 )
یم هبساحم نآ رد هک دوش??????
� بوراج تحاتم
7
و�
� ناورت بیررض
6

ترسا نیبرورت(Niebuhr, van Dijk, Neary, & Bhagwan,
2019)( هطبار قبط زین ناوت بیرض 2 یلارصحتسا ناوت تبتن ربارب )
( نیبروت�
??????���??????��مه نایرج ناوت لک هب )( نیبروت اب تحاتم�
??????��� )
تسا(Khani, Shahsavani, Mehraein, & Kisi, 2023)
(2) �
�=
1
2
�??????�
3

(5) ��=
�
�
??????
=
1
2
��
3

(1) �
??????ℎ�����??????���=�
�.�=
1
2
�??????�
3
�
(0) �
??????���??????��=�
�.�
�.�=
1
2
�??????
��
3
�
��
(2) �
�=
�
??????���??????��
�
??????���

شور هرب یددعتم تاعلاطم یژررنا یباریزرا یاررب رلتخم یاره
یبآهناخدور یشبنجیرلحم وطرس رد ناهج رسارس یاه هردطنم و یا
تررسا هدررش ماررجنا(Kirby, Ferguson, Rennie, Nistor, &
Cousineau, 2022)شهوژپ زا یدادعت رد هیبرش ،اه یددرع یزارس
هب هناخدور نایرج لرحم قریقد نییعت و نایرج تعرس هبساحم روظنم
نیبروت بصنیبآ یاه طرسوت یرشهوژپ رد تسا هدش هدافتسا یشبنج
ررسراگاتلا ناراررکمه و ای(Lata-García, Jurado, Fernández-
Ramírez, & Sánchez-Sainz, 2018) دره ارب هک هعرسوتریک

2- Power Density (PD)
3- Time-Averaged Velocity Distribution
4- Theoretical Hydrokinetic Power
5- Theoretical Energy
6- Swept Area
7- Coefficient of Power

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...020
ه هناماسیربیدی ئاتلووتوفیک-ربآیرشبنجی ،درش مارجنا مررن زا رازرفا
HEC-RAS اربی زرایبای تناتپیل رنچمه وین نیریعت هب نارکمیهرن
بروتین اوگ هناخدور ردیسا رد هدافترسا روداورکا بورنج یارتن و درش
ناشنهدنهدهیبرش زا لرصاح تعررس هنیشیب نیب لااب قباطت ی یزارس
(10/5 هزادنا و )هینا رب رتمیریگ( یربرجت یاه57/5 )هرینا ررب ررتم
دررندوب یارررب نوزاررمآ هررناخدور زرریخبآ هررضوح یور یتاررعلاطم رد
لیتناتپناکم و یجنس یباینیبرورت بصن هنیهب طادن هیبرش زایزارس
مرن رد )بآ قرمع و تعرس نیمخت( یکیمانیدوردیه رازرفاANSYS-
CFX (dos Santos, Camacho, Tiago Filho, Botan, &
Vinent, 2019) دررک وSisBaHia® (Henrique da Costa
Oliveira et al., 2021) دش هدافتسا



لکش1- ازجای نیبروتیبآ یاه تاریی ت یمک اب( رب دیلوت دنیآرف و یشبنج(Yadav et al., 2023))
Fig.1. Components of hydrokinetic turbines and the process of electricity generation

یبایزراتناتپیل یژرنا بآیشبنجی تناکوت هناخدور ردیسن زربیل اب
هبیریگراک یک دعبود لدمی هیدوردیمانیک تنس هلداعم وانو ماجنا ن
و دش ادمیهت نآ یاتن هداد اباهی ایدیسیپی
2
هیبش داد ناشن یزاس
اطخی میگناین 66/8% ب ویشیهن 55% ارهارمه هب ترسا هتشاد(Da
Silva Holanda et al., 2017)طررسوت هررعلاطم ود رد و یررلع
نارارکمه (Ali et al., 2020) و دآنارارکمه و نورگ (Adeogun,
Ganiyu, Ladokun, & Ibitoye, 2020) زاSWAT ردGIS یارب
هیبش و هناخدور کیژولوردیه یزاسزرایبای ژرنای بآیرشبنجی ررظنی
و دش هدافتسا اتنی نآ بوخ قباطتی هداد اباهی تادهاشمی دنتشاد هرک
ناشنهدرنهدی مررن نریا تردرقهیبرش رد رازرفا کیژولوردریه یزارس
هضوح یاهخبآیز تسا
تاعلاطم زا یضعب رددتتمیًام هداد زا هدافترسا تعرس یبرجت یاه
تسا هدش اسینیئ ناراکمه و (Saini, Kumar, & Saini, 2021) اب
هداد زا هدافتسا یسررب هب تعرس یاهژرنای بآیرشبنجی کریلارناک
یرایبآ دنتخادرپ دنه رد رلتخم شریارآ طرسوت یژرنا دیلوت نازیم و
نیبروت دش هبساحم اه هرتتبان نارارکمه و (Nhabetse, Cuamba,
Kucel, & Mungoi, 2017) هبزرا روظنمیبای لوتید هدافترسا ارب رب
بروت زایناهی بآیشبنجی ناکما وجنسی نآ بصنلحت اب اهیل ناوارفی
هداداهی راتیخی لوت هب هناخدور تعرسید نحنمیاهی تعررس موادت
5


1- Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
2- Velocity Duration Curve (VDC)
دنتخادرپ. یپواس نارارکمه و (Saupi, Mailah, Radzi, Ahmad,
& Soh, 2018) ب ابینا اینهرک هدادارهی اراد بآ تعررس هنلاارسی
مهایت لاابیی زرا ردیبای ژرنای بآیشبنجی فارکان و دوربمک هب تسای
ا ندوبین هداداپ رد اهیهاگاهی لحم هدادی دندرک هراشا وورشی ورنین
هداد زا هدافتسا اب هک دنداد هئارااهی بدی تعررس ناوتب ناراب شراب و
بآ ار مختین دزنآ اهلدم ابزاسی سرگرینوی ررض ارب هرلداعم ودیب
تییعن 0/86% و9/86% هبترتیب اربی مختین تعررس و حطس عافترا
هعسوت بآدنداد
هداد دورجو مدرع هب هجوت اب زا یرایرتب رد ناریرج تعررس یاره
هناخدورلارناک و ارهبآ یاره ،ینارسرًارمومع زا یربرجت تارعلاطم رد
هدادیم هدافتسا یبد یاهنآ و دوشب اب اهه گرنینام هرلداعم یریگرارک
هررطبار(7یررگژیو ندوررب موررلعم و ) یارره( نارریرج یکیلوردرریه عاعررش
( کیلوردیه�( گنینام یربز بیرض ،)??????( بآ حطرس بیش و )�) هرب )
نایرج تعرس (�) یم لیدبت دنوشهبناونعلاثم و میهارربانارارکمه
(Ibrahim et al., 2021) هبسرربی تناتپیل ژررنای ربآیرشبنجی رد
زلام گناهاپ هناخدور هضوحی هداد زا هدافتسا اباهی تادهارشمی ربدی
رد22 اسیت دنتخادرپ شهوژپ نیا رداربی لحتریل ژررنا،ی رنحنمی
رج موادتینا
1
اس ردیتاهی ارادی تناتپیل درش مسر وا اربرس زا هدافت
م هلداعمنایگن هب یبدرج تعرسینا تشگ لیدبت ررگید یشهوژپ رد
و ناجسگراو (John & Varghese, 2021a, 2021b) یارب یحارط

3- Flow Duration Curve (FDC)

023 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
کی ه هناماسیربیدی ئاتلووتوفیک-بآیشبنجهداد زا ی کری یربد یاه
هدنزوذ لاناکگرنینام هرلداعم زا هدافترسا اب و دندرک هدافتسا یرایبآ یا
هطبار(7 ) دندومن هبساحم ار نایرج تعرس
(7) �=
1
??????
�
2
3�
1
2
یساسا شلاچ رد گنینام هلداعم زا هدافتسا هرناخدور رداره نیریعت
عاعرش هبرساحم یاررب ناریرج )قرمع و اررع( یسدنه یاهرتماراپ
هناخدور عطادم زا یرایتب رد اریز ،تسا کیلوردیه ارهرتماراپ نریا اره
یمن تب دوش هرناخدور عطدم کی کیلوردیه عاعشًلاورمعم رذرگ ارب
هب نامز رطاخیم ریی ت هناخدور زارت حطس ندوب کیمانید ارف اب دنک
یم ،هناخدور رتتب ندوب یلیطتتم هطبار( کیلوردیه عاعش ناوت6 هک )
( تحاتم تبتن ربارب??????سیخ طیحم هب )( هدش�هرب ار تسا ) ترورص
( قررمع زا یعباررت� و )( ارررع�تررشون هررناخدور )(Khaliq &
Cousineau, 2020; Kirby et al., 2022; Schulze, Hunger,
& Döll, 2005)
(6) �=
??????
�
=
�.�
2�+�

اتسار نیمه رد زتلوش نارارکمه و (Schulze et al., 2005) هرک
هناخدور تعرس نییعت یارب یدرکیور لابند هب هدافتسا ،دندوب اهماورت
درندرک ناریب و هداد داهنرشیپ ار گنینام هلداعم و کیلوردیه هسدنه زا
هب یتتیاب هناخدور تعرس یبایزرا بسانم شور هک ات دشاب هداس یردق
هداد زا هدافتسا ابیاه نآ یرفرط زا و دورش هبرساحم سرتسد رد ردرق
راددم هک دشاب هتشاد یگدیچیپًاتبتن طیاررش رد نایرج تعرس یعقاو
حم لتخم دهد رارق نارگشهوژپ رایتخا رد ار یطی
هصخشم نیب هطبار هرسدنه ار نارمز لوط رد یبد و هناخدور یاه
هرسدنه هترسد ود هرب ررجنم تیارس کری رد هرک درنیوگ کیلوردریه
یهاگتتیا کیلوردیه
2
نییارپ کیلوردریه هسدنه وترسد
5
یرم دورش
(Singh, 2022)هزادنا هب زاین یهاگتتیا شور رد یریگ ینادریم یاه
نییاپ شور رد اما ،تسا صاخ عطدم حطس کی رد یرارکت زارین تسد
هزادنا هبعطدم حطس نیب صاخ ینامز هرود کی اب ینادیم یریگ یاره
ی هناخدور کی لتخمهرناخدور ررگید ا ترسا اره(Ridgill, Lewis,
Robins, Patil, & Neill, 2022) ادتبا رد کیلوردیه هسدنه موهفم
طسوت م و دلپوئلاکود (Leopold & Maddock Jr, 1953) و رطم
طباور( یناوت عباوت لکش هب نآ طباور8 و9 نآ رد هرک درش هئارا )�
،نایرج ارع� ،نایرج قمع � ،نایرج یبد� و � ناوت و اه� و�
تبا بسانت یاه رری تم اهنت یبد ،کیلوردیه هسدنه طباور رد دنتته
هب رجنم نآ تاریی ت و تسا اهری تم ریاس لرتنک یارب یدیلک لدتتم
هصخشم رد ریی تیرم ،نایرج قمع و ارع ینعی ،هناخدور یاه دورش

1- At-a-station Hydraulic Geometry (AHG)
2- Downstream Hydraulic Geometry (DHG)
(Singh, 2022)
(8) �=�.�
�

(9) �=�.�
�

هداریپ و هرئارا شهوژپ نیا ده یاررب عیررس شور کری یزارس
هناخدور رد تعرس نیمختیربآ یژررنا و ناورت یباریزرا و اه یرشبنج
نآ رد دوجوم یرظن هرلداعم و کیلوردریه هسدنه زا هدافتسا هیاپ رب اه
گنینامهداد تساتب یبد یاههاگترتیا رد هدرش ،یرتموردریه یاره
هداد ارب نآ قریفلت اب هک تسا شجنس شور نیا یدیلک یدورو یاره
یم گنینام یربز بیرض و یلحم بیش و ناورت زا یرنیمخت هرب ناورت
هزاب ره رد دوجوم یرظن یژرنا هناخدور زا یاتسدیتفا

شور و داوماه
هقطنمهعلاطمدروم تایلک ولیسناتپ شوریجنس
و ناوت یسررب یارب شهوژپ نیا ردژررنای ربآیرشبنج یررظن ی
هناخدوراریس و رتچگ یرتموردیه هاگتتیا ود اه- لودرج( جررک2 رد )
هرنماد زا یتمرتق هرضوح نریا دندرش باختنا جرک دس زیخبآ هضوح
رد و تررسا زررربلا ناتررسا رررش لامررش رد زررربلا تاررعافترا یبوررنج
میتدتهضوح یدنب کرمن هرچایرد وزرج رورشک زیخبآ یاهترسا هرک
نآ تحاتم627 کیعبرمرتمول اریرس یرتموردریه هاگترتیا لحم رد-
تسا جرک
هدایپ یارب طیرحم رد نوتیارپ ناربز هرب درک کی شور نیا یزاس
بلوک لگوگ
1
یبد ادتبا دک نیا رد تفای هعسوتهرناهام نیگنایم یاه
0

یرامآ هرود کی هب طوبرم22 بز بیرض ،هلاس یارب یلحم بیش و یر
عبارت نیرتهب اب نایرج موادت ینحنم سپس و هدش تفایرد هاگتتیا ره
یم دروآرب لامتحا عیزوتهررهب ارب درعب هلحم رد ،دوش طرباور زا یرریگ
عاعرش ،قرمع ،ارع هبساحم هب ،گنینام هلداعم و کیلوردیه هسدنه
یرم هرتخادرپ نایرج تعرس و کیلوردیه ارت دورشاهنیًارت یارهرتماراپ
لکرش رد دورش لرصاح هاگترتیا رره هناهام یژرنا و ناوت یلاگچ5
هعررسوت شور یامندررنور نازرریم یبارریزرا یارررب هتفایناوررت یژرررنا و
بآیشبنج رد شهوژپ نیا رد یرظن ی0 هرمادا رد و ترسا هدمآ هلحرم
هلحرم رههبصفتیل تسا هدش هداد رش






3- Google COLAB
4- Monthly-Averaged Discharges

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...023

لودج1- هاگتتیا تاصخشم یرتموردیه یاههعلاطمدروم (Hydrometry Stations Data, 2023)
Table 1- Details of the assessed hydrometry stations
هاگتسیا
Station
هناخدور
River
دک
Code
عافترا
Elevation (m)
ییایفارغج لوط
Longitude
ییایفارغج ضرع
Latitude
یرامآ هرود لوط
Statistical Period
رتچگ
Gachsar
هرجاگ
Gajereh
41-253 2220 51-20-00 36-07-00
1387-1397
2008-2018
اریس-جرک
Siera-Karaj
جرک
Karaj
41-110 1790 51-09-00 36-02-00
1387-1397
2008-2018

لکش2- هعسوت شور یامندنور ناوت یبایزرا یارب هتفاییبآ یژرنا ویرظن یشبنج
Fig.2. Flowchart of the developed method for theoretical hydrokinetic power and energy assessment

یژرنا و ناوت یبایزرا لحارم
هلحرم3- هدامآهداد یزاساه
هداد ادتبا شخب نیا ردربلا ناتسا هنازور یبد یاه هئارا لاتروپ زا ز
سردآ هرررب نارررریا بآ عبارررنم تیریدرررم تکررررش هررریاپ رارررمآ
www.stu.wrm.ir و هدررش دوررلنادسررپنآزا هداد یراررمآ هرود یارره
رظندم نآ هناهام نیگنایم و کیکفتیم هبساحم اه دوش
رضیب رج لبادم رد تموادم هجرد هب یربزینا رم هتفگیدورش و
یررکی مررهم زارررتین ررحارط یارررب مزلا یاررهرتماراپی تابررساحم و
کیلوردیهی هناخدور اهتساز لماوع ییدا ررض رربیب هرهاربآ یرربز
لصای أتیر دنراد مهم هکنآ نیرتزا ترسا تراربع اه هرناد ررطق یاره
رج قمع ،رتتب رد بوسری،نا رج ترجزلری،نا شرشوپ ،رترتب لکرش
هایگی رتتبو رج بوسر تظلرینا نیگناریم رادردم شهوژرپ نیا رد
طسوت هدشداهنشیپ نارمرآ (Arman, 2006) رربارب هرک202/2 ترسا
لدم یارب درنچره درش باختنا جرک هناخدور رد نایرج تعرس یزاس
یم یربز بیرض زا قیقد علاطا مدع تروص رد رادردم ناورت20/2 ار
هبهناخدور رثکا یارب یناهج تروص درک ارف اه(Fiedler & Döll,
2010)
هاگترتیا یرلحم بیرش ریدادم دعب ماگ رد اری( یرتموردریه یاره
هبلکروطی هناخدور هزاب ره
2
هعلاطمدروم زا هدافترسا اب )لریلحت هرشدن
هدودحم عافترا یموقرهعلاطمدروم یم جارختسا لودج( دوش1 یاررب )
هرهاربآ هکبرش ادرتبا یتتیاب راک نیا ماجنا هردطنم یارههرعلاطمدروم
ارب یرتموردریه هاگترتیا تاصتخم نتفرگ رظن رد اب ات دوش جارختسا

1- River reach

023 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
رازرربا زا هدافتررسا3D Analyst و لااررب رد عاررفترا یلوررط لرریفورپ
نییاپ ارب ارهتنا رد دورش جارخترسا هرناخدور یاتسار رد هاگتتیا تسد
( عارفترا لاتخا هبساحم∆ℎ( یلورط هلرصاف و )�یرم ) بیرش ناورت
( هاگتتیا�=
∆ℎ
�
دومن هبساحم ار )

لودج3- یلحم بیش جارختسا لحارمهاگتتیایاه مرن رد یرتموردیه رازفاArcGIS
Table 3- Steps for extracting local slope of hydrometry stations using ArcGIS software
ماگ
Step
هبعجرازبا
Toolbox
تایلمع
Operation
جارختسا ههاربآ هکبشاه
Extraction of the stream network
Hydrology
هشدن یناوخارفDEM هدودحمهعلاطمدروم
Importing the DEM map of the studied area
روتسد یارجاFill هب حیحصت روظنمتتپیدنلبویاهی یموقر لدم راعتمان
Executing the Fill command in order to correct the unusual heights of the
digital model
روتسد یارجاFlow Direction هب روظنمنایرج تهج نییعت
Executing the Flow Direction command in order to determine the flow
direction
روتسد یارجاFlow Accumulation هبنایرج عمجت هبساحم روظنم
Executing the Flow Accumulation command in order to calculate the
accumulated flow
روتسد یارجاMap Algebra ههاربآ هکبش جارختسا یارب هناتسآ دح کی نییعت واه
Executing the Map Algebra command and determining a threshold limit to
extract the stream network
عافترا یلوط لیفورپ جارختسا
Extraction of the longitudinal
elevation profile
3D Analyst
زا هدافتسا3D Analyst یلوط لیفورپ جارختسا یاربعافترا نییاپ و لااب ردهاگتتیا تسداه
Using the 3D Analyst to extract the longitudinal profile of height upstream and
downstream of the stations

هلحرم2- هداد شزادرپ یاهیبد
همانرب ردریزیاهی دمیریت اهرازبا ،بآ عبانمی تابساحمی زیدای
تخا ردیرا دراد رارق ناسدنهم و ناددحم هرک م ردرینا نآرنحنم ،ارهی
موادت رجینا
2
اربی صوتی ژریم هیژولوردیک هضوح زریخبآ هدافترسا
میدوش (Burgan & Aksoy, 2020) رنحنمی موادرترجرینا ریک
وصتیر فارگیکی زوت زایع عمجتی
5
رجینااه ردیک بآ هضوحیخز تسا
ابنتشاد هدادیاه تب هدرشرجرینا صارخ ینارمز هزارب کری یاررب،
نایرج موادت ینحنم م اریهربتر ارب ناوتدرنبی
1
رجرینارمخت و ارهین
لامتحاتشذگارف
0
دررک مرسررنحنم ی هرطبار هرک ،لرصاحای ربین
تلااررمتحاتررشذگارف (رریا موادررت ناررمزی رجررینارربد و )ی ،تررسا
ناشنهدنهدی نامز دصردی هک تسایک رج راددمینا رعمین ردریک
رات هرودیخی ربارب هدوب نآ یا تسا هتفر نآ زا رتارف(Eshra, Zobaa,
& Abdel Aleem, 2021; Vogel & Fennessey, 1995)
ینحنماهنایرج موادت ی لاسره هب ار( هرناگادج تروصریک یرنحنم

1- Flow Duration Curve (FDC)
2- Cumulative Distribution
3- Ranking
4- Exceedance Probability
نایرج موادت اربی ره کی لارسهداد )ریا ترب هرود لرک هدرش(ریک
نایرج موادت ینحنم اربی رم ررظن رد )هرود لکیگیدرنررلوا ی ارربی
زرایبای تییتار لاسهبلاس رجینا فمید ،ترسالارحردیهرک رمودی ار
می ناوتهبدروآرب کی ناونع ایاپ ژر لک زاریم هریژولوردیک لورط رد
هرودسرربدرومی تفرگ رظن رد هک اربی درم و هعسوتیریت بآ عبارنم
رورضی و دنتتههبلومعمروط رد یحارطنیهاگوراهی ربربآ درورم ی
یرم راررق هدافترسارنریگد (Luan, Liu, Lin, & Huang, 2021;
Pugliese, Farmer, Castellarin, Archfield, & Vogel,
2016)
ردهداد شزادرپ مارگ هرس رد نایرج موادت ینحنم ادتبا ،یبد یاه
یلصا(Eshra et al., 2021) یم مسر و هبساحم( :دوش2 هبساحم ) و
یبد تتیل هیهتاهی میگناین هناهام اربی یک رعم هرودین اراد هرکی
?????? ( تسا راددمًلاثم یبد یارب رد هرناهام یاه22 ددرع لارس?????? رربارب
252 ( ،)تسا5دادم ندرک بترم )یر یبد روطی هک بیرتشین رد راددم
ادتبای لیتت رتمک وین اهتنا ردی لیتت گ رارقیدر ره هب ویبد ریک
ددع� ددع دوش هداد تبتن� ناشنهدنهدی عقومیت هبتردنبیهدرش
یبد هب ،تساهنوگای ب هکیرتشین یبد ددرع2 ررتمک وین یربد ددرع
252 رم صاصتخا دوخ هب اریدرهد( ،1) ترشذگارف لارمتحا هبرساحم
(�� هطبار ساسا رب یبد ره یارب )(22) موادرت ینحنم رادومن مسر و

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...023
تشذگارف لامتحا( نایرج-)یبد
(22) ��=
�
??????+1

سپازاین عرباوت زا هدافترسا اب موسرم نایرج موادت ینحنم ،شخب
لامتحا عیزوت( لودج0) لدمیم یزاسعیزوت سپس دوش لامتحا یاه
شزاربصخاش کمک هب هدشوکن یاهئ لودج( ی2 راررق یبایزرا دروم )
یم باختنا عیزوت نیرتهب و هتفرگ زا قریقد یرلک دروآررب کری ات دوش
کیژولوردیه طیارش دوش لصاح هدطنم

لودج4- لامتحا عیزوت عباوت(Langat, Kumar, & Koech, 2019; Luan et al., 2021)
Table 4- Probability distribution functions
اهرتماراپ هدودحم
Range of Parameters
عبات
Function
عیزوت
Distribution
�∈ℝ
�(�)=
exp⁡(−
�
2
2
)
√2�

لامرن
Normal
�≥0,�>0 �(�,�)=
�
�−1
�
−�
Γ(�)

اماگ
*
Gamma
�>0,�>0 �(�,�)=��
�−1
exp⁡(−�
�
)
لوبیاو
Weibull
�>0 �(�)=exp⁡(−(�+�
−�
))
لبماگ
Gumbel
�>0,??????>0 �(�,??????)=
1
??????�√2�
exp⁡(−
log
2
(�)
2??????
2
)
گول-لامرن
**

Log-normal
* Γ(�)اماگ عبات :
Gamma Function
**??????درادناتسا رایعم زا ارحنا :
Standard Deviation
لودج5- صخاش شزارب یئوکن یاه(Babaei, Jalili, Aminzadeh, Soleimani, & Hazbavi, 2022; Luan et al., 2021)
Table 5-Goodness-of-fit indices
تارییغت هنماد
Variability Range
هطبار
Equation
صخاش
Index
0≤�
2
≤1 �
2
=
∑[(�
�−�̅
�
)(�
�−�̅
�
)]
2
∑(�
�−�̅
�
)
2
∑(�
�−�̅
�
)
2

نییعت بیرض
Coefficient of Determination
0≤����≤∞ ����=√
∑(�
�−�
�
)
2
�

اطخ تاعبرم هشیر
Root Mean Square Error (RMSE)
0≤�??????�≤∞ �??????�=
∑|�
�−�
�
|
�

ردق نیگنایم اطخ قلطم
Mean Absolute Error (MAE)
−∞≤��≤∞ ��=
1
??????
∑(�
�−�
�)
نیگنایم یاطخ
Mean Error (ME)

هلحرم0- و کیلوردیه هسدنه تابساحمگنینام هلداعم
شهوژرپ رد یاره(Bomhof, 2014)، (Punys et al., 2015) و
(Tigabu, Wood, & Admasu, 2020)هداد ندورب دوجوم اب ، یاره
ناوت و بیارض ،یبد و )بآ زارت و ارع( یسدنه طرباور یاره(22) و
(25) هرناخدور رره یارب نویسرگر زا هدافتسا ابهرعلاطمدروم هبرساحم
نیرنچمه و نادردف لریلد هب شهوژپ نیا رد اما ،دشرسرتسد مدرعی
هداد نیرنچ هب تحار رد ییاره زا رورشک حطرس رد رارمآ یاراد عطاردم
هیرصوت ریداردمطرسوت هدرش نارارکمه و نرلآ (Allen, Arnold, &
Byars, 1994) لرریلحت ماررجنا اررب نارگررشهوژپ نرریا دررش هدافتررسا
یور ینویسرگر760 بیارض نیرتهب اداناک و اکیرمآ رد هناخدور عطدم
(a وc( یاهامن و )b وfار تلاداعم رد ) عرطدم یربد یارربررپ
2
(�
� )
نییعت بیرض یاراد ریدادم نیا دندومن جارختسا88/2 و62/2 یاررب
طرباور زا هدافترسا دنترته قمع و ارع(22) و(25) زا یرایرتب رد
شهوژپ رد ایند لتخم قطانم رد هناخدور یسدنهم و کیلوردیه یاه

1- Bank-Full Discharge

023 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
همانرب حطسشیپ و یزیر ترسا رربتعم و یار ییاسانشهرصلاخ زا یا
شهوژپ نیا لودج رد اه7 تسا هدمآ
(22) �=2.71�
�
0.557

(25) �=0.349�
�
0.341


لودج6- شهوژپ هصلاخهناخدور یسدنه داعبا نییعت یارب نآ رد هک ییاه طباور زا اه(Allen et al., 1994) تسا هدش هدافتسا
Table 6- Summary of the articles in which the hydraulic geometry proposed by (Allen et al., 1994) was utilized
عبنم
Reference
شهوژپ فده
Research objective
یسدنه )یاه(رتماراپ
Geometrical parameters
ییایفارغج هقطنم
Geographical zone
Gerlinger & Demuth,
2000
هعسوتلدم کی شیپینیب بلایس
Development of a flood forecasting model
قمع و ارع
Width and depth
وحض زیخبآ هلزوم هناخدور
Moselle River basin
Fiedler & Döll, 2010
تییتار هامهنا هنازور ورجیناو اه خذیهر هراق بآای
Monthly and daily variations of continental
water storage and flows
قمع ،ارع
Width and depth
یناهج
Global
Broad & Corkrey, 2011
رفتف( یذ م داوم یدورو راب رن نیمخت لکنژورتین و لک هب )
هناخدوراه
Estimating nutrient generation rates (total P and
total N) into rivers
قمع
Depth
ایلارتسا ،ینامسات
Australia, Tasmania
Verzano et al., 2012
لدمزاسی رج تعرسینا تمیر دم رد هناخدوریسا هراقیا
Modeling variable river flow velocity on a
continental scale
قمع و ارع
Width and depth
اپورا هراق
Europe
Hu & Du, 2012
هرپ نانیمطا تیلباق یسررب یاهبروتیناهی بآییشبنج
Reliability analysis for hydrokinetic turbine
blades
قمع و ارع
Width and depth
لامعا ینحنم کی یور هدش
یضرف نایرج موادت
Implemented on a
model FDC
Wulf, , Bookhagen, &
Scherler, 2016
یسررب و رب ،ناراب مهسیلاچخ رد اهیبد هناخدور
Differentiating between rain, snow, and glacier
contributions to river discharge
قمع و ارع
Width and depth
،یبرر یایلامیه هناخدور
سو لت
Western Himalaya,
Sutlej River
Zhu et al., 2019
لدمتظلر یزاس عیزوت و هینبرکورد تامورآیک هدلح دنچای
Modeling of the Polycyclic aromatic
hydrocarbons (PAHs) concentration and
distribution
قمع
Depth
نیچ ،گنای هناخدورهتت
China, Yangtze River
Kallio, Guillaume,
Virkki, Kummu, &
Virrantaus, 2021
هختن( رمیرتساوردیه هناخباتک هعسوت2مرن رد ) رازفاR تهج
هناخدور هکبش رد نایرج یسررباه
Development of an R package, a software library
Hydrostreamer V1.0, aiming to estimate
streamflow in river networks
ارع
Width
یناهج
Global
Tahir et al., 2021
یحارط هنیهب ویزاس نیبروت یاراد یژرنا یدیربیه هناماس کی
یبآیشبنج
Design and optimization of a hybrid on-site
energy generation system including hydeokinetic
turbines
قمع و ارع
Width and depth
ناتتکاپ، چنوپ هناخدور
Pakistan, Poonch
River

اشینارکذ هبنج رب یدایز تاعلاطم هک تسا هرناخدور لتخم یاه
جررکهرلمجزا ناریرج یرسرربیبلایرس یاره (Karam, Safari, &
Hajehforosh Nia, 2015; Khatooni, Hooshyaripor,
MalekMohammadi, & Noori, 2023)قرلعم بورسر یرسررب ،
(Arabkhedri, Sedarati, & Esmali, 2017; Keihani,
Akhoondali, & Fathian, 2021) تاررررریی ت یررررسررب و
کیژولوفروموردررریه(Ghaforpur-Anbaran, Ahmadabadi,
Ghanavati, & Yasi, 2023; Samadi & Azizian, 2021) ماجنا
هدش یرعیبط هرسدنه یرسررب هرب یدودرعم دراورم رد ارهنت اما ،تسا
هرتخادرپ کیلوردریه یارهرتماراپ قیرط زا نآ نیمخت و هناخدور هدرش
تررسا (Khosravi, Sheikh Khozani, & Cooper, 2021;
Tahershamsi & Imanshoar, 2010) رپ نریا ردشهوژ هرک اره
هرخرچ نتفررگ ررظن رد ارب هرناخدور هرسدنه قریقد نیریعت رب زکرمت
بوسرههاربآ رد شیاسرف و یراذگ ارب نارگرشهوژپ ،دورب یبوسر یاه
هداد ساسا رب یطباور هئارا رطق یاهرتماراپ ر ا هک ییارحص یاهر ؤم
بوررسر تارذ یررنزو تررظلر و(Tahershamsi & Imanshoar,
2010) زدلیش شنت نینچمه و(Khosravi et al., 2021) رظن رد ار
یم صترخم هرک طباور نیا زا هدافتسا هک دندیسر هجیتن نیا هب تفرگ
هارمه یبرجت طباور ریاس تبتن هب یرتلااب تقد زا تسا جرک هناخدور

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...023
یشور هئارا ده نوچ شهوژپ نیا رد اما ،تساًافرص نیرمخت یاررب
روشک سایدم رد هناخدور هسدنهشهوژپ هباشم( تسا لودرج یاه7 )
طباور زا هدافتسا(22) و(25) هب و هیصوتیم هتفرگراک دوش
یم ارف شور نیا ردعرطدم ریر کیلوردیه عاعش هک دوش زا ررپ
یم یوریپ یسدنه دعاوق نامه یورریپ زرین ررپ عرطدم یربد هرک دنک
یم طرباور زا سارسا نریا رب دنک(22 ) و(25 ) عاعرش هبرساحم یاررب
هطبار قبط کیلوردیه(22) یم هدافتسانریا اررف اب دوش ررثکا هرک
هناخدور اهردتیًاب نآ ارع و دنراد اص رتتب کی قرمع زا رترشیب اه
لباق رپ عطدم یبد یارب یلیطتتم عطدم ارف ،تسا یارب تسا لوبق
عطدم زا رتمک یبدیم کچوک قمع و ارع رپنآ تبتن اما دنوش اره
ردتیًاب یم تبا درنام(Khaliq & Cousineau, 2020; Schulze et
al., 2005)

هلحرم3- یجورخ دیلوت اه
رخآ هلحرم رد5 یجورخ هتسدهبتروص (2یرنحنم ) موادرت یاره
یلاگچ و تعرس ،قمع ،ارع( ( و )ناوت5 یژرنا یاهرادومن ) هرناهام
ینحنم یسررب رد دش دهاوخ داجیا )نیبروت یلاصحتسا و یرظن( یاه
نایرج موادت0 یلامتحا هطدن92% ،62% ،22% و52% تریمها یاراد
نیبروت دادعت و هزادنا نییعت رد هک تسا هرطدن ود دنراد دربراک اه62%
و52% میتدت یارب ناریرج هریحان هرس هرب نایرج موادت ینحنم یدنب
دایز
2
(52%-2%ینایم نایرج ،)
5
(62%-52%مرک نایرج و )
1
(222%-
62% طادن و تسا )92% و22% صخشم هریاپ و طسوتم نایرج هدننک
دنترته(Chilkoti, Bolisetti, & Balachandar, 2019; Sojka,
2022)ژرنا نازیم مود یجورخ ،رگید یوس زا دوجوم هناهام یرظن ی
عون کی طسوت هناهام یدیلوت یژرنا نازیم نینچمه و هاگتتیا ره رد
یم شیامن ار )عبرمرتم کی( دحاو عطدم حطس اب نیبروت دهد

ثحب و جیاتن
یلحم بیش جیاتن
شور کری هرئارا دره هرک شرخب نیا ردشجنرسرودزا یاررب
هزاب ره یارب یلحم بیش هبساحمرظندروم هبرساحم یارب هناخدور زا
یبآ ناوتههاربآ هکبش ادتبا رد ،دوب یشبنج هبرساحم زرربلا ناترسا یاه
لکش رد یبآ طوطخ(1 رد یرکی( هطدن ود عافترا سپس و )022 ررتم
یرگید و تسدلااب022 نییارپ رتمهاگترتیا رره ترسد )یرتموردریه
بیررش ریدارردم و جارختررسا2288/2 و2252/2 هرربترترریب یارررب
یاهاگتتاریس و رتچگ یاه- لکرش( درش هبرساحم جرک1لرباق ) ررکذ

1- High-Flow
2- Mid-Flow
3- Low-Flow
درشاب رترشیب عارفترا یمورقر هرشدن )نشولوزر( وضو هچره هک تسا
(ًلاثم هشدن یرتلاارب تقد اب بیش ریدادم )رادیلا طسوت هدشدیلوت یاه
یم هبساحمهداد نینچ هب یسرتسد اما ،دنوش هردطنم رره یاررب ییاره
هبگداسی تتین رتیم

لکش3- عافترا یموقر لدم لیلحت یاتنزربلا ناتسا جارختسا و
هاگتتیا یارب یلحم بیشاریس و رتچگ یرتموردیه یاه
Fig.3. DEM analysis results of the Alborz province and
the extraction of local slope for Gachsar and Siera
hydrometry stations

یبد شزادرپ جیاتناه
دیبلارس رد هرناهام نیگنایم یاه یربآ یاره88-86 ارت96-97
هاگترتیا یارباریرس و ررتچگ یرتموردریه یاره- و یناورخارف جررک
ود نریا یاررب مورسرم شور هرب ناریرج موادرت ینحنم و مارگوتتیه
لکش( دش مسر و هبساحم هاگتتیا0نامه ) مارگوترتیه زا هرک رورط
هداد لکش( اه0 (a عرمجت ترسا صخشم ))هداد هاگترتیا یربد یاره
اریس و رتچگهبترتیب ردتیًاب هدودحم رد2/5-2 بعکمرتمنا ربریه و
22-2/5 دادعا نیا ،تسا هینا رب بعکمرتمقدیًاد تمتق نامه رظانتم
هرنماد رد و هترشاد یررتمک بیرش هک دنتته نایرج موادت ینحنم زا
یلامتحا02% یلا222% لکش( تسا هدش عقاو0 (b ))
هبم نایرج موادت ینحنم شزارب روظن2 ،لارمرن لامتحا عیزوت عبات
گول و لوبیاو ،لبماگ ،اماگ-هداد یور لامرن هاگترتیا رره یربد یاره
لکش( دش لامعا2 اب و )2 هرشیر ،نییعت بیرض( شزارب ییوکن رایعم
یباریزرا دروم )نیگنایم یاطخ و اطخ قلطمردق نیگنایم ،اطخ تاعبرم
سارسا رب تفرگ رارق لودرج6 لدرم نیررتهب لارمرن گورل عریزوت ،
شزاربهداد یور هدش نیریعت بیررض اب هاگتتیا ود ره یبد یاه99/2
هداد یارب لامرن گول عیزوت زا هدافتسا تسا هدوبهناخدور یاه هرک یا
ًامومع )تبثم( تسار یگلوچ
0
شهوژپ رد دنراد یاره( et al.,Punys
2015) ،(Langat et al., 2019) و(Luan et al., 2021) اتریید

4- Right (Positive) Skewness

003 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
نآ اب رضاح شهوژپ هتفای و تسا هدش دراد تدباطم اه

لکش4- هداد لیلحتهاگتتیا یارب یرامآ هرود لک یاه( :اریس و رتچگ یاهa( ،مارگوتتیه )b موادت ینحنم )نایرج
Fig.4. Analysis of All-Time-of-Record data for Gachsar and Siera-Karaj stations: (a) Discharge histogram, (b) Flow
Duration Curve (FDC)

ینحنم لکش رد نایرج موادت یاه2 (c( و )fیم ناشن ) هرک دنهد
یربد اریرس و ررتچگ هاگتتیا ( نیگناریم�
50 لدارعم )10/5 و78/6
بعکمرتمنا ربریه ( مرک ناریرج نازریم درنراد ار�
90نآ یاررب ) اره
هبترتیب ربارب20/2 و95/1 بعکمرتمنا رربریه رد رایرتب هرک ترسا
لدبم هزادنا نییعت و یحارط تاردیدحت یاتن تسا راذگر ا یژرنا یاه
(Karimi et al., 2021) یرم ناشن ررتچگ هاگترتیا یربد هرک درهد
ًلاومعم زا86/2 ات22/0 یا یبد و هینا رب بعکمرتم نیرب اریرس هاگتت
28/1 ات2/26 هک تسا ری تم هینا رد بعکمرتمردتیًاب ریداردم هبارشم
تسا شهوژپ نیا رد هدشدروآرب
لکرش رد گرنینام هلداعم و کیلوردیه هسدنه تابساحم یاتن7
هاگتتیا یارب ترسا هدرش هداد نارشن اریس و رتچگ یرتموردیه یاه
لکش7 (aیم ناشن ) ینیمخت ارع هک دهد رد نایرج92% و تاقوا
( رتشیب�
90 ربارب اریس رد )8/2 راددم نیا هک تسا رتمردتیًاب 5 رربارب
( رتچگ هاگتتیا ارع92/5 تبرتن ترسا رظارنتم لارمتحا رد )رتم
یبیردت5 ریارس رد ررتچگ و اریرس هاگترتیا رد ناریرج اررع نیرب
لامتحا یاه62% ،22% و52% یم ظفح زین یربیردت قمع دوش27/2
رد رتم92% ( رتشیب و تاقوا�
90 لکرش رد اریس هاگتتیا یارب )7 (b )
هک هدش صخشمردتیًارب 2/2 ررتچگ هاگترتیا یرنیمخت قرمع رربارب
(17/2 رظانتم لامتحا رد )رتمتسا نیرب قرمع تبرتن ،ارع هباشم
لامتحا ریاس رد رتچگ و اریس هاگتتیا راددم هب زین اه2/2 تسا تبا
راومه ساسا نیا رب ررتچگ هرب اریرس نایرج تحاتم یبیردت تبتن ه
ردتیًاب ربارب9/5 نییاپ( اریس هاگتتیا رد یبد شیازفا اب اذل ،تسا ترسد
هاگتتیا رد تعرس و هتشادن یریگمشچ شیازفا تعرس )جرک هناخدور
هب اریس طسوتم روط8% ررتچگ هاگترتیا رد ناریرج تعررس زا رتشیب
رع تبتن تسا )جرک هناخدور تسدلااب(( قمع هب ا
�
�
هاگترتیا رد )
نیررب رررتچگ2/8 ((
�
�
)
90=
2.91
0.36
اررت )22 ((
�
�
)
20=
6.77
0.61
ررریی ت )
یم رربارب اریرس هاگترتیا یاررب ریدادم نیا هک تسا یلاح رد نیا ،دنک
2/22 و مک نایرج رد1/20 یم دایز نایرج رد دشاب
هکرک شرازگ قبط(Kirke, 2019) هرناخدور رد و طرسوتم یاره
کچوکًلاومعم زا شیرب نایرج تعرس هک یطادن رد2 هرینا ررب ررتم
ررتمک هناخدور قمع تسا رد ترسا ررتم ود زاایارجن نیرمخت قربط
ماجنا اریس هاگتتیا هدشرظنزا بسانم تیعضو قمع هرب تبرتن ار یرت
لرحارم رد و دنترته یبیردت و طسوتم ریدادم نیا دنچره ،دراد رتچگ
قیقد ییاسانش یارب دعبهزادنا یتتیاب بصن بسانم طادن رتیریگ یاه
هیبش و ینادیمیزاس ماجنا کیلوردیه یاه نامدرنار نیرتلاارب ارت دوش
دوش لصاح یژرنا لیدبت
یسررب ساسا رب ناددحم یاه(Kirke, 2020; Tan, Kirke, &
Anyi, 2021) بروتیناررهی رجررینا روررحمی هررناورپ(ای) ،اررربی
لاصحتسا لباق ناوتهناخدور زا هجوتن بسانم اهی،دنتت ا رگمینهک بآ
معیق رج اب وینا رسیع ز ،دشاب هتشاد دوجویار نیبرورت نیا ارهارربی
هطورروی لماک
2
ردمع هبی بیرترش ررطق زا( رورتورD )نریزا و درنراد
بوراج تحاتم نآاه اب تسا ربارب�(
??????
2
)
2
اربی لاثمریک برورتین
یروحم نایرج ررطق ارب2 ررتم یارادبورارج تحارتم یربیردت 8/2
ارب و تسا عبرمرتمی هب درکلمعیهن ب قمع هبیش زا2 ن رتمریزا دراد ،
هچرگا تلاح ردهطوررویئزج ی
5
زین دررک درهاوخ رارک تحارتم ارما

1- Full immersion
2- Partial immersion

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...003
ر ؤم یرم مرک رایرتب نایرج یژرنا تفایرد یارب نآ دررکلمع و دورش
ناریرج یرنیمخت قرمع هرک تسا یلاح رد نیا تشاد دهاوخ یفیعض
رد اریس و رتچگ92% رتشیب و تاقواهبترتریب لدارعم17/2 و27/2
هدش هبساحم رتم دنا


لکش5- شزارب یاتنلامتحا عیزوت عباوت( :a عیزوت عباوت و مارگوتتیه )( ،رتچگ هاگتتیا لامتحاbینحنم )هدهاشم نایرج موادت یاه و یا
شزارب( ،رتچگ هاگتتیا هدشcشزارب نایرج موادت ینحنم )( ،رتچگ هاگتتیا لامرن گول عیزوت اب هدشd هاگتتیا لامتحا عیزوت عباوت و مارگوتتیه )
( ،اریسeینحنم )هدهاشم نایرج موادت یاهشزارب و یاریس هاگتتیا هدش( ،اfشزارب نایرج موادت ینحنم )اریس هاگتتیا لامرن گول عیزوت اب هدش
Fig.5. Results of PDF fitting: (a) Histogram and PDFs of Gachsar station, (b) Observed and fitted FDCs of Gachsar
station, (c) Log-normal fitted FDC of Gachsar station, (d) Histogram and PDFs of Siera station, (e) Observed and fitted
FDCs of Siera station, and (f) Log-normal fitted FDC of Siera station

002 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
لودج7- صخاش ریدادمشزارب عباوت یارب یئوکن یاههدش
Table 7- Values for goodness-of-fit (GOF) indices for the fitted functions
هاگتسیا Station
صخاش یاه
شزارب یئوکن
GOF Indices
رسچگ Gachsar اریس Siera
عیزوت
Distribution
Log-
normal
Weibull Gumbel Gamma Normal
Log-
normal
Weibull Gumbel Gamma Normal
0.99 0.98 0.88 0.97 0.80 0.99 0.97 0.90 0.97 0.840
2
R
0.026 0.037 0.097 0.040 0.127 0.030 0.050 0.089 0.048 0.111 RMSE
0.022 0.030 0.081 0.035 0.108 0.024 0.037 0.075 0.039 0.095 MAE
0.001 -0.007 0.039 -0.009 0.047 -0.005 0.031 0.029 -0.019 0.041 ME


لکش6- ( موادت ینحنم :گنینام هلداعم و کیلوردیه هسدنه تابساحم یاتنa( ،ارع )b )( ،قمعc( ،تعرس )dناوت یلاگچ )
Fig.6. Results of the hydraulic geometry and Manning equation calculations: Duration curves of (a) width, (b) depth, (c)
velocity, and (d) power density
هب روظنم رد بوراج تحاتم ندناسر رثکادح هببآیاه مک قرمع
هاگتتیا دننامههب ای( اریس و رتچگ یاه یلکروطهرناخدور )جررک، هرب
یک بروتین رعیض مک و قمعریا هرب زا هریارآ کریدرنچین برورتین
رج رسارس رد کچوکینا نیزا تسا هکرک (Kirke, 2020) زا هدافتسا
نیبروتسوینوارس یاره بآ یاررب ارمک یارههرناخدور و قرمع یاره
نآ ناوت بیرض هک تسا هدرک داهنشیپ یناتتهوکیم ار اه ناوتهب روط
طسوتم5/2 درک ارف
ا )هرناخدور کری عرطدم حطرس لک رد دوجوم یژرنا( یرظن یژرن
هاگتتیا یارب هدش دروآرب لکرش رد اریرس و ررتچگ یاره6 (a هدرمآ )
مک لوصف رد رتچگ هاگتتیا رد تسا هرناهام یررظن یژررنا لاس بآ
1822 ارت )رویرهش( تعاس تاوولیک2279 )نرمهب( تعارس تاوورلیک
،تسا دوجوملاحردیهک رد دوخ هنیشیب تلاح ردهامدادرخ هرب ددع نیا
دودح18222 یم هام رد تعاس تاوولیک رد زرین اریس هاگتتیا رد دسر
مک لوصف نیب هناهام یرظن یژرنا راددم بآ22122 اوولیک تعارس ت

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...000
ات )رویرهش(7602 ترلاح رد و ترسا رری تم )نرمهب( تعاس تاوولیک
یبیردت راددم هب تشهبیدرا رد دوخ هنیشیب252222 تعارس تاوورلیک
یم هام ردتیدودرحم هرب هرجوت ارب هرک تسا یلاح رد نیا دسر یاره
نیبرورت ناوت بیرض و نایرج تحاتم یژررنا ریداردم ، رلتخم یاره
هناهاملباقلاصحتسا بنییاپ رایت یرظن ریدادم زا رتتسا
لکش6 (b اب سوینواس نیبروت کی هناهام یدیلوت یژرنا نازیم )
بوراج تحاتم2هاگترتیا رد عبرمرتم نارشن ار اریرس و ررتچگ یاره
یمنامه دهدیرم رارظتنا هنیشیب تلاح رد تسا صخشم هک روط دور
اریس و رتچگ هاگتتیا رد نیبروت هاگتسد رههبترتریب رنا هرناهام یژر
لداعم902 و2205 دیاب دننک دیلوت تعاس تاوولیکناشنرطاخ دررک
یم تسا رتشیب اریس هاگتتیا رد نایرج ارع نوچ هک دادرعت زا ناورت
نیبروت رد ارما ،دورمن هدافترسا یرضرع عطدم حطس ره رد ددعتم یاه
کری زا شیرب زا هدافترسا ،اررع تیدودحم لیلد هب ،رتچگ هاگتتیا
ع رد نیبروتناکما ار تتین ریذپ


لکش7- هاگتتیا هناهام یژرنا( :اریس و رتچگ یاهa( ،یرظن یژرنا )bنیبروت هاگتسد ره یلاصحتسا یژرنا )
Fig.7. Monthly energy at Gachsar and Siera stations: (a) Theoretical energy and (b) Turbine extracted energy

هجیتنیریگ
ناوت نیمخت و یبایزرا یارب عیرس یشور شهوژپ نیا رد یژرنا و
یربآهررناخدور یررشبنج روررشک یارهسارسا رررب هررب هررسدنه یریگراررک
و یفرعم گنینام هلداعم و کیلوردیههبراک ،شور نریا رد درش هتفرگ
هداد زاتب نایرج یبد یاه رد هدشهاگتتیاهب یرتموردیه یاه ناورنع
مورسرم شور هرب ناریرج موادرت ینحنم و دش هدافتسا یدیلک یدورو
هب دش مسر هاگتتیا ره یاربلدم روظنم موادرت یرنحنم قریقد یزاس
نآ یور لامتحا عیزوت عباوت نایرج اب و دش شزارب اه2 ییورکن راریعم
رب لامرن گول عیزوت تفرگ رارق یبایزرا دروم شزارب نیریعت بیررض ا
99/2 هب زا هدافترسا ارب یدعب ماگ رد دش باختنا عیزوت نیرتهب ناونع
هب و نایرج قمع و ارع کیلوردیه هسدنه کیلوردریه عاعش نآ عبت
یاررب تعررس زا درش لرصاح گرنینام هرلداعم زا تعررس و هبساحم
ینحنم و دش هدافتسا ناوت یلاگچ هبساحم ناورت یلارگچ موادرت یاره
تیا ود یارب درش میسرت جرک دس زیخبآ هضوح رد اریس و رتچگ هاگت
رد اریرس و ررتچگ هاگتتیا یارب ناوت یلاگچ هک داد ناشن یاتن92%
رتشیب و تاقواهبترتیب ربارب5/2 و76/2 ترسا عربرمرتم رب تاوولیک
نیبروت زا هدافتسا هناخدور قمع تیعضو ساسا رب رد سوینوارس یاره
یم داهنشیپ جرک هناخدورشیم راظتنا دو رد نیبروت هاگتسد ره هک دور
هاگتتیا هناهام یژرنا هنیشیب اریس و رتچگ یاههبترتیب رربارب902 و
2205 هتفای هب هجوت اب دننک دیلوت تعاس تاوولیک شهوژرپ نریا یاه
هدودحم ،ناوت یلاگچ و )قمع و ارع( نایرج یسدنه طیارش هرابرد
هب یارب بسانم یلحم اریس هاگتتیانیبروت یریگراک یرشبنج یبآ یاه
هب اریس یاتسور یکیرتکلا یژرنا زا یشخب دیلوت روظنمتسا
یرازگساپس
نیدب هلارسر برلاق رد نارهت هاگشناد تیامح زا ناگدنتیون هلیسو
هرامش همانداهنشیپ اب یرتکد6908921 یم ینادردق دنیامن
ناگدنسیون تکراشم
موهفم :یئولد یقداص نارهم ،یزاسعمجهداد شزادرپ و یروآ ،اره

003 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
مرن تامدخ ،یرامآ لیلحت جارختسا ،یزاسریوصت ،یجنسرابتعا ،یرازفا
هیلوا نتم هیهت و
موهفم :ینادرمیلع اضر هریهت و جارختسا ،تیریدم و تراظن ،یزاس
هیلوا نتم
هیلوا نتم هیهت و جارختسا ،ینف هرواشم :هداز یسوم نیتح
References
1. Adeogun, A. G., Ganiyu, H. O., Ladokun, L. L., & Ibitoye, B. A. (2020). Evaluation of hydrokinetic energy
potentials of selected rivers in Kwara State, Nigeria. Environmental Engineering Research, 25(3), 267-273.
https://doi.org/10.4491/eer.2018.028
2. Ali, F., Srisuwan, C., Techato, K., Bennui, A., Suepa, T., & Niammuad, D. (2020). Theoretical hydrokinetic power
potential assessment of the U-Tapao River Basin using GIS. Energies, 13(7), 1749.
https://doi.org/10.3390/en13071749
3. Allen, P. M., Arnold, J. C., & Byars, B. W. (1994). Downstream channel geometry for use in planning‐level
models 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association , 30(4), 663-671.
https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1994.tb03321.x
4. Arabkhedri, M., Sedarati, K., & Esmali, A. (2017). The trend of suspended sediment changes of Karaj and Jajroud
rivers during recent decades. Watershed Engineering and Management , 9(1), 22-33.
https://doi.org/10.22092/ijwmse.2017.108755
5. Arman, N. (2006). Calibrating Manning's roughness coefficient in Karaj river reaches and analyzing it with HEC-
RAS software University of Tehran. https://noordoc.ir/thesis/19284
6. Babaei, L., Jalili, M. H., Aminzadeh, Z., Soleimani, F., & Hazbavi, Z. (2022). Modeling of monthly flow duration
curve using nonlinear regression method for un-gauged watersheds of Ardabil Province. Iranian Journal of
Rainwater Catchment Systems, 9(4), 1-18. http://jircsa.ir/article-1-439-fa.html
7. Bomhof, J. (2014). Estimating flow, hydraulic geometry, and hydrokinetic power at ungauged locations in Canada
University of Ottawa. http://hdl.handle.net/10393/30383
8. Broad, S., & Corkrey, R. (2011). Estimating annual generation rates of total P and total N for different land uses in
Tasmania, Australia. Journal of Environmental Management, 92(6), 1609-1617.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.01.023
9. Burgan, H. I., & Aksoy, H. (2020). Monthly Flow Duration Curve Model for Ungauged River Basins. Water,
12(2). https://doi.org/10.3390/w12020338
10. Chilkoti, V., Bolisetti, T., & Balachandar, R. (2019). Diagnostic evaluation of hydrologic models employing flow
duration curve. Journal of Hydrologic Engineering, 24(6), 05019009. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-
5584.0001778
11. Da Silva Holanda, P., Blanco, C. J. C., Mesquita, A. L. A., Junior, A. C. P. B., de Figueiredo, N. M., Macêdo, E.
N., & Secretan, Y. (2017). Assessment of hydrokinetic energy resources downstream of hydropower plants.
Renewable Energy, 101, 1203-1214. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.10.011
12. dos Santos, I. F. S., Camacho, R. G. R., Tiago Filho, G. L., Botan, A. C. B., & Vinent, B. A. (2019). Energy
potential and economic analysis of hydrokinetic turbines implementation in rivers: An approach using numerical
predictions (CFD) and experimental data . Renewable Energy, 143, 648-662.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.05.018
13. Eshra, N. M., Zobaa, A. F., & Abdel Aleem, S. H. E. (2021). Assessment of mini and micro hydropower potential
in Egypt: Multi-criteria analysis. Energy Reports, 7, 81-94. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.165
14. Fiedler, K., & Döll, P. (2010). Monthly and daily variations of continental water storage and flows. System Earth
via Geodetic-Geophysical Space Techniques, 407-415. https://doi.org/10.1007/978-3-642-10228-8_35
15. Gerlinger, K., & Demuth, N. (2000). Operational flood forecasting for the Moselle River Basin. Proceedings of the
European Conference on Advances in Flood Research, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Potsdam,
Germany.
16. Ghaforpur-Anbaran, P., Ahmadabadi, A., Ghanavati, E., & Yasi, M. (2023). Hydro-Morphological Analysis of
Karaj River in the Urban Area from Beylqan to the Railway Bridge. Geography and Environmental Sustainability,
13(1), 21-39. https://doi.org/10.22126/ges.2022.8026.2552
17. Henrique da Costa Oliveira, C., de Lourdes Cavalcanti Barros, M., Alves Castelo Branco, D., Soria, R., & Cesar
Colonna Rosman, P. (2021). Evaluation of the hydraulic potential with hydrokinetic turbines for isolated systems
in locations of the Amazon region. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 45, 101079.
https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101079
18. Hu, Z., & Du, X. (2012). Reliability analysis for hydrokinetic turbine blades. Renewable Energy, 48, 251-262.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.05.002
19. Hydrometry Stations Data. (2023). Iranian Water Resources Management Company. Retrieved 5/10/2023 from
www.stu.wrm.ir
20. Ibrahim, W., Mohamed, M., & Ismail, R. (2021). The potential of hydrokinetic energy harnessing in Pahang river

یئولد یقداص ،ناراکمه وزرایبای رجینا هناخدورهب اهمخت روظنمين ژرنا و ناوتي بآیشبنجی ...003
basin. Proceedings of the 12
th
National Technical Seminar on Unmanned System Technology 2020: NUSYS’20,
1163-1176. https://doi.org/10.1007/978-981-16-2406-3_85
21. Ibrahim, W., Mohamed, M., Ismail, R., Leung, P., Xing, W., & Shah, A. (2021). Hydrokinetic energy harnessing
technologies: A review. Energy Reports, 7. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.04.003
22. Jenkinson, R. (2010). Assessment of Canada’s hydrokinetic power potential.
23. John, B., & Varghese, J. (2021a). Optimum sizing of hydrokinetic turbine integrated photovoltaic-battery system
incorporating uncertainties of resources. International Journal of Green Energy, 18(6), 645-655.
https://doi.org/10.1080/15435075.2021.1875472
24. John, B., & Varghese, J. (2021b). Sizing and techno-economic analysis of hydrokinetic turbine based standalone
hybrid energy systems. Energy, 221, 119717. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119717
25. Kallio, M., Guillaume, J. H., Virkki, V., Kummu, M., & Virrantaus, K. (2021). Hydrostreamer v1. 0–improved
streamflow predictions for local applications from an ensemble of downscaled global runoff products.
Geoscientific Model Development, 14(8), 5155-5181. https://doi.org/10.5194/gmd-14-5155-2021
26. Karam, A., Safari, A., & Hajehforosh Nia, S. (2015). Analysis of flood and fluvial processes in the occurrence of
environmental hazards (Case Study: Arange Basin, Karaj River). Journal of Spatial Analysis Environmental
Hazards, 2(2), 53-68. https://doi.org/10.18869/acadpub.jsaeh.2.2.53
27. Karimi, S., Pourebrahim, S., Salajegheh, A., Malekian, A., Strauch, M., Volk, M., & Witing, F. (2021).
Environmental flow requirements of Karaj River’s sub-watersheds using Flow Duration Curve and Indicators of
Hydrological Alteration. Journal of Pasture and Wat ershed Management, 74(2), 393-405.
https://doi.org/10.22059/jrwm.2021.270394.1322
28. Keihani, A., Akhoondali, A., & Fathian, H. (2021). Multivariate Frequency Analysis of Peak Discharge and
Suspended and Bed Sediment Load in Karaj Basin. Iran Water Resources Management, 17(1), 47-67.
29. Khaliq, M., & Cousineau, J. (2020). Assessment of Canada’s Hydrokinetic Resources: A Review of Hydrologic
Considerations. National Research Council Canada= Conseil national de recherches Canada.
30. Khani, M. S., Shahsavani, Y., Mehraein, M., & Kisi, O. (2023). Performance evaluation of the savonius
hydrokinetic turbine using soft computing techniques. Renewable Energy, 215, 118906.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.118906
31. Khatooni, K., Hooshyaripor, F., MalekMohammadi, B., & Noori, R. (2023). A combined qualitative–quantitative
fuzzy method for urban flood resilience assessment in Karaj City, Iran. Scientific Reports, 13(1), 241.
https://doi.org/10.1038/s41598-023-27377-x
32. Khosravi, K., Sheikh Khozani, Z., & Cooper, J. R. (2021). Predicting stable gravel-bed river hydraulic geometry:
A test of novel, advanced, hybrid data mining algorithms. Environmental Modelling & Software, 144, 105165.
https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2021.105165
33. Killingtveit, Å. (2019). 8- Hydropower. In T. M. Letcher (Ed.), Managing Global Warming (pp. 265-315).
Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814104-5.00008-9
34. Killingtveit, Å. (2022). Hydropower Resources Assessment—Potential for Further Development.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819727-1.00069-8
35. Kirby, K., Ferguson, S., Rennie, C., Nistor, I., & Cousineau, J. (2022). Assessments of available riverine
hydrokinetic energy: a review. Canadian Journal of Civil Engineering, 49(6), 839-854.
https://doi.org/10.1139/cjce-2021-0178
36. Kirke, B. (2019). Hydrokinetic and ultra-low head turbines in rivers: A reality check. Energy for Sustainable
Development, 52, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.esd.2019.06.002
37. Kirke, B. (2020). Hydrokinetic turbines for moderate sized rivers. Energy for Sustainable Development, 58, 182-
195. https://doi.org/10.1016/j.esd.2020.08.003
38. Langat, P. K., Kumar, L., & Koech, R. (2019). Identification of the most suitable probability distribution models
for maximum, minimum, and mean streamflow. Water, 11(4), 734. https://doi.org/10.3390/w11040734
39. Lata-García, J., Jurado, F., Fernández-Ramírez, L. M., & Sánchez-Sainz, H. (2018). Optimal hydrokinetic turbine
location and techno-economic analysis of a hybrid system based on photovoltaic/hydrokinetic/hydrogen/battery.
Energy, 159, 611-620. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.06.183
40. Leopold, L. B., & Maddock Jr, T. (1953). The hydraulic geometry of stream channels and some physiographic
implications [Report](252). (Professional Paper, Issue. U. S. G. P. Office.
http://pubs.er.usgs.gov/publication/pp252
41. Luan, J., Liu, D., Lin, M., & Huang, Q. (2021). The construction of the flow duration curve and the regionalization
parameters analysis in the northwest of China. Journal of Water and Climate Change, 12(6), 2639-2653.
https://doi.org/10.2166/wcc.2021.324
42. Nhabetse, T., Cuamba, B., Kucel, S., & Mungoi, N. (2017). Assessment of hydrokinetic potential in the Umbeluzi
Basin, Mozambique. Proceedings of the ISES Solar World Congress 2017 with IEA SHC Solar Heating and
Cooling Conference, Abu Dhabi, UAE.
43. Niebuhr, C. M., van Dijk, M., Neary, V. S., & Bhagwan, J. N. (2019). A review of hydrokinetic turbines and

003 نيشام هیرشن دلج ،يزرواشک ياه41 هرامش ،3 زيیاپ ،4143
enhancement techniques for canal installations: Technology, applicability and potential. Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 113. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.06.047
44. Pugliese, A., Farmer, W. H., Castellarin, A., Archfield, S. A., & Vogel, R. M. (2016). Regional flow duration
curves: Geostatistical techniques versus multivariate regression. Advances in Water Resources, 96, 11-22.
https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2016.06.008
45. Punys, P., Adamonyte, I., Kvaraciejus, A., Martinaitis, E., Vyciene, G., & Kasiulis, E. (2015). Riverine
hydrokinetic resource assessment. A case study of a lowland river in Lithuania. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 50, 643-652. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.155
46. Ridgill, M., Lewis, M. J., Robins, P. E., Patil, S. D., & Neill, S. P. (2022). Hydrokinetic energy conversion: A
global riverine perspective. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 14(4), 044501.
https://doi.org/10.1063/5.0092215
47. Saini, G., Kumar, A., & Saini, R. P. (2021). Assessment of hydrokinetic energy– A case study of eastern Yamuna
canal. Materials Today: Proceedings, 46, 5223-5227. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.595
48. Saini, G., & Saini, R. P. (2023). Hydrokinetic as an Emerging Technology. Smart Energy and Advancement in
Power Technologies, 711-721. https://doi.org/10.1007/978-981-19-4971-5_52
49. Samadi, A., & Azizian, A. (2021). Investigation of hydromorphological changes of Karaj River due to the
implementation of water resources development and river engineering projects. Journal of Hydraulics, 16(1), 93-
110. https://doi.org/10.30482/JHYD.2021.265438.1499
50. Saupi, A. F. M., Mailah, N. F., Radzi, M. A. M., Ahmad, S. Z., & Soh, A. C. (2018). Hydrokinetic Energy
Assessment in Unregulated River for Hydrokinetic Performance Analysis Studies in East Malaysia.
https://doi.org/10.20944/preprints201804.0357.v1
51. Schulze, K., Hunger, M., & Döll, P. (2005). Simulating river flow velocity on global scale. Advances in
Geosciences, 5, 133-136. https://doi.org/10.5194/adgeo-5-133-2005
52. Singh, V. (2022). Handbook of Hydraulic Geometry. Cambridge University Press.
53. Sojka, M. (2022). Directions and Extent of Flows Changes in Warta River Basin (Poland) in the Context of the
Efficiency of Run-of-River Hydropower Plants and the Perspectives for Their Future Development. Energies,
15(2). https://doi.org/10.3390/en15020439
54. Tahershamsi, A., & Imanshoar, F. (2010). Determination of River Regime Equations Based on Stream Power
Equation. Journal of Civil and Surveying Engineering, 44(1). https://jcse.ut.ac.ir/article_20753.html
55. Tahir, M. U. R., Amin, A., Baig, A. A., Manzoor, S., Haq, A., Asgha, M. A., & Khawaja, W. A. G. (2021). Design
and optimization of grid Integrated hybrid on-site energy generation system for rural area in AJK-Pakistan using
HOMER software. AIMS Energy, 9(6), 1113-1135. https://doi.org/10.3934/energy.2021051
56. Tan, K. W., Kirke, B., & Anyi, M. (2021). Small-scale hydrokinetic turbines for remote community electrification.
Energy for Sustainable Development, 63, 41-50. https://doi.org/10.1016/j.esd.2021.05.005
57. Tigabu, M. T., Wood, D. H., & Admasu, B. T. (2020). Resource assessment for hydro-kinetic turbines in
Ethiopian rivers and irrigation canals. Energy for Sustainable Development, 58, 209-224.
https://doi.org/10.1016/j.esd.2020.08.005
58. Verzano, K., Bärlund, I., Flörke, M., Lehner, B., Kynast, E., Voß, F., & Alcamo, J. (2012). Modeling variable
river flow velocity on continental scale: Current situation and climate change impacts in Europe. Journal of
Hydrology, 424, 238-251. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.01.005
59. Vogel, R. M., & Fennessey, N. M. (1995). Flow duration curves II: A review of applications in water resources
planning 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 31(6), 1029-1039.
https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1995.tb03419.x
60. Wulf, H., Bookhagen, B., & Scherler, D. (2016). Differentiating between rain, snow, and glacier contributions to
river discharge in the western Himalaya using remote-sensing data and distributed hydrological modeling.
Advances in Water Resources, 88, 152-169. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2015.12.004
61. Yadav, P. K., Kumar, A., & Jaiswal, S. (2023). A critical review of technologies for harnessing the power from
flowing water using a hydrokinetic turbine to fulfill the energy need. Energy Reports, 9, 2102-2117.
https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.01.033
62. Zhu, Y., Tao, S., Sun, J., Wang, X., Li, X., Tsang, D. C., Zhu, L., Shen, G., Huang, H., & Cai, C. (2019).
Multimedia modeling of the PAH concentration and distribution in the Yangtze River Delta and human health risk
assessment. Science of the Total Environment, 647, 962-972. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.075