از اهداف مهم هیدرولوژی، پیش بینی کمی چگونگی فرایند بارش – رواناب و انتقال آن به نقطه خروجی و در نهایت تعیین میزان دبی عبوری در خروجی حوزه است. بدین منظور در حوزه های آبخیز می توان درصد کارایی مدلهای منطبق با تئوریهای علمی تشریح کننده پدیده های هیدرولوژیکی را با مقایسه خروجی این مد لها با داده های هیدرولوژیکی ثبت شده تعیین کرد. تحقیق حاضر با هدف بررسی دقت، صحت و درجه اطمینان تئوری های آبنمود واحد لحظ های ژئومورفولوژیک و ژئومورفوکلیماتیک در تعیین شکل و ابعاد آبنمود رواناب خروجی یک رگبار با شدت و مدت معین انجام شده است. سپس مدل های مورد تحقیق با مدل های ناش، روسو و SCS مقایسه شده و کارامدترین مدل در برآورد آبنمود جریان خروجی برای مناطق مشابه معرفی گردیده است. مقایسه کارایی روشهای مورد بررسی از شاخص آماری میانگین خطای نسبی (MRE) و میانگین توان دوم خطا(MSE) ، حاکی از آن است که روش ژئومورفولوژیک نسبت به ژئومورفوکلیماتیک، ناش، روسو و SCS به ترتیب 106.56، 171.12، 106.79 و 112.64 درصد و روش، ژئومورفوکلیماتیک نسبت به ناش، روسو،SCS  به ترتیب 160.57، 100.21 و 105.69 درصد برتری دارند. در نتیجه، روش ژئومورفولوژیک نسبت به مدلهای دیگر از کارایی بالاتری برخوردار است.

از جمله کاربردهای مدل های بارش - رواناب، تعیین رفتار هیدرولوژیک حوزه آبخیز و شبیه سازی جریان برای طراحی سازه های آبی و بخصوص ارزیابی تاثیر عملیات اجرا شده بر رژیم جریان است. با توجه به مشکل کمبود و نقص آمار هیدرومتری در اکثر حوزه های آبخیز کشور، نیاز به استفاده از مدل های هیدرولوژیک ساده و مناسب و توسعه آن ها در حوزه های آبخیز فاقد ایستگاه از موارد ضروری است. در این زمینه روش های متعددی پیشنهاد شده است. تحقیق حاضر، با هدف مقایسه دقت، صحت و درجه اطمینان روش های آبنمود واحد لحظه ای ژئومورفولوژیک، ژئومورفوکلیماتیک و نش در برآورد مشخصات آبنمود رواناب خروجی حوزه آبخیز منشاد انجام شده است. به این منظور، شش واقعه رگبار و سیل متناظر، با به کارگیری آمار دبی و بارش منطقه تعیین شد. پس از محاسبه پارامترهای مورد نیاز روش های مورد تحقیق، شامل خصوصیات مورفومتریک حوزه و ویژگی های سیلاب های انتخابی، آبنمود رواناب خروجی در هر روش، برای هر واقعه مشخص گردید. بررسی و ارزیابی هیدروگراف ها با به کارگیری شاخص های میانگین خطای نسبی، مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف، موید کارایی بالاتر روش نش در برآورد دبی اوج، با درصد خطای 23.75، زمان تا اوج با درصد خطای 28.21 و شکل کامل هیدروگراف، با ضریب کارایی 0.4، نسبت به سایر روش ها می باشد. این روش در برآورد مقادیر واقعی حجم سیل نیز با درصد خطای 9.90، قابلیت بالایی داشته است. بنابراین روش نش در منطقه مورد مطالعه، نسبت به دو روش دیگر از کارایی بیشتری برخوردار است.

با توجه به روند روز افزون استفاده از ابزار سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (GIS) در مطالعات منابع طبیعی از یک سو و پیچیدگی ساز و کارهای زیستی، زمین شناختی، ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی و بوم شناختی از سوی دیگر، مقیاس به عنوان مبحثی تأثیر گذاردر حال شکوفایی است. از آنجا که در مطالعات منابع طبیعی بر اساس فاز مطالعه، از نقشه های با مقیاس گوناگون استفاده می شود، لذا به منظور استفاده از نتایج بدست آمده از مطالعه در سیاستگزاری و مدیریت عرصه-های منابع طبیعی، تعیین دقت (مقیاس) مطالعه و دامنه ی کاربرد نتایج آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از آنجا که متخصصین علم هیدرولوژی برای حوضه های فاقد آمار استفاده از مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی (GIUH) را پیشنهاد نموده اند و این مدل بر اساس ارتباط عوامل ژئومورفولوژی و اثر آن بر پاسخ های هیدرولوژیک شبیه سازی گردیده است، لذا لازم است در ابتدا مقیاس بهینه به منظور اجرای این مدل شناسایی شده و مورد استفاده قرار گیرد. این مقاله سعی دارد با استفاده از تحلیل چند مقیاسه، از میان نقشه های 1: 25000 و 1: 50000 (نقشه های توپوگرافی موجود در کشور)، مقیاس بهینه (مناسب ترین مقیاس از نظر دقت نتایج و صرف هزینه و وقت کمتر) را تعیین نماید. رسالت اصلی این مقاله مقایسه ی مدل GIUH با داده های مشاهده ای و چگونگی کارایی آن در این حوضه مشخص نیست، بلکه هدف آن است که با تحلیل چند مقیاسه ی این مدل در دو مقیاس 1: 25000 و 1: 50000 مقیاس بهینه در اجرای این مدل تعیین گشته و به منظور تحقیقات آتی مد نظر قرار گیرد.

استخراج هیدروگراف سیل حوضه یکی از مهمترین موارد مطالعات هیدرولوژی درطراحی سازه ‍‍‍ های آبی در حوضه است. یکی از پرکاربردترین مدل های تجربی ارایه شده در این زمینه هیدروگراف واحد بدون بعد SCS است. همچنین مدل معروف دیگری توسط رو‍ دریگوئز - ایتورب و همکاران در سال 1979 بنام هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی (GIUH) ارایه شد. این مدل با استفاده از عوامل کمی ژئومورفولوژی حوضه ها، هیدروگراف سیل را بر اساس بارش طرح برآورد می کند. مطالعه حاضر برای مقایسه کارایی این دو روش در حوضه جونقان از زیرحوضه های کارون واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. با تهیه نقشه های DEM، داده های ژئومورفولوژی حوضه استخراج و پس از شبیه سازی مدل ها، کارایی نسبی آن ها مقایسه شد. میانگین خطای نسبی در برآورد دبی اوج در مدل SCS، 22 و در مدل GIUH، 11 درصد محاسبه شد. نتایج نشان می دهد مدل GIUH در برآورد دبی اوج سیلاب و همچنین زمان تا اوج سیلاب موفق تر از مدل SCS عمل کرده است.

یکی از اهداف مهم مطالعات هیدرولوژی در حوزه های آبخیز، پیش بینی کمی فرایند بارش – رواناب و تعیین دبی عبوری در خروجی حوزه آبخیز می باشد. وجود ارتباط بین ژئومورفولوژی و هیدرولوژی این امکان را فراهم می آورد تا در حوزه هایی که از نظر ژئومورفولوژی تشابه وحود دارد، با ایجاد روابط بین این دو، برآورد هیدرولوژی در حوزه های فاقد آمار را به دست آورد. بر این اساس، از دیرباز تهیه هیدروگراف واحد لحظه ای (IUH)، بویژه هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی (GIUH)، مورد توجه محققین و پژوهشگران در نقاط مختلف دنیا قرار گرفته است. تحقیق حاضر به منظور بررسی میزان کارایی هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی در تعیین شکل و ابعاد هیدروگراف خروجی یک رگبار با شدت و مدت معین انجام شده است. سپس مدل مورد تحقیق با مدل های اشنایدر، SCS، هیدروگراف مثلثی و روش های  Rossoو ژئومورفوکلیماتیک در حوزه مقایسه شده و کارآمدترین مدل در برآورد هیدروگراف خروجی برای مناطق مشابه معرفی گردیده است. برای حوزه مورد مطالعه، آمار بارش و رواناب وقایع سیلاب گردآوری گردید و هیدروگراف خروجی به وسیله روش های مذکور شبیه سازی شد. مقایسه هیدروگراف های شبیه سازی شده توسط مدل های مورد تحقیق و هیدروگراف های مشاهداتی وقایع انتخابی، نشان داد که برای حوزه کسیلیان، مدل ژئومورفولوژی دارای کمترین مقادیر میانگین خطای نسبی(MRE)  و میانگین توان دوم خطا (MSE) بوده و همچنین روش ژئومورفولوژی نسبت به روش های اشنایدر،SCS ، مثلثی،Rosso  و ژئومورفوکلیماتیک به ترتیب 91.06، 99.11، 88.642، 48.19 و 4.94 درصد برتری دارد. مطابق نتایج تحقیق روش ژئومورفولوژیک نسبت به مدل های دیگر از کارآیی بالاتری برخوردار می باشد، لذا از روش مذکور می توان برای شبیه سازی هیدروگراف سیلاب هایی که در ایستگاه هیدرومتری ثبت نشده اند استفاده نمود.

پیش بینی درست وقوع سیلاب به ویژه در مناطق خشک که با بی نظمی و شدت بیشتری همراه است، از اهمیت زیادی برخوردار است. کمبود ایستگاه های هیدرومتری در این مناطق از کشور ما در کنار مزیت مهم مدل هیدروگراف ژئومورفولوژی (GIUH)، که با کمترین داده های اطلاعاتی امکان شبیه سازی بارش-رواناب یک حوضه را فراهم می کند، محققان این پژوهش را بر آن داشت تا ارزیابی مدل مذکور را در حوضۀ آبریز سد استقلال میناب به عنوان هدف خود درنظر بگیرند. مقادیر کمّی هر یک از پارامترهای ژئومورفولوژیک مدل GIUH که مهم ترین آن ها نسبت انشعاب، نسبت طول و نسبت مساحت است، با بهره گیری از نقشۀ رقومی ارتفاع با مقیاس 30 متر و به کمک فناوری GIS و الحاقیه HECGeoHMS محاسبه شده اند. در رتبه بندی آبراهه ها نیز از روش استرالر به عنوان مبنا استفاده شد. مدل هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی در حوضۀ مورد بررسی با توجه به میانگین خطای محاسبه شده (معادل 22/17 درصد) برای دبی اوج 4 واقعه انتخاب شده، نتایج قابل قبولی داشته است؛ ولی در برآورد زمان وقوع دبی اوج مقدار خطا بیشتر بوده و در همۀ وقایع، زمان وقوع دبی اوج کمتر از زمان واقعی به دست آمده است. علاوه بر این، نتایج این مدل در حوضۀ مشابه مورد بررسی (آبنما) نیز با میانگین درصد خطای حدود 30 درصد در محاسبۀ دبی اوج نتایج قابل قبولی ارائه داد؛ بنابراین می توان از این مدل در شرایط مشابه و با اعمال تغییرات به نتایج مطلوبی رسید.

از ویژگی های اصلی مطالعه ژئومورفولوژی در هر منطقه کمک به تشریح و ارزیابی حوزه ای است که آب در آن جریان دارد. وجود ارتباط بین ژئومورفولوژی و هیدرولوژی این امکان را فراهم می آورد تا در حوزه هایی که از نظر ژئومورفولوژی تشابه وجود داد با ایجاد روابط بین این دو، بر آورد هیدرولوژی در حوضه های فاقد آمار را به دست آورد. در یک حوزه آبخیز دو دسته عناصر ثابت (پارامترهای ژئومورفولوژی) و پویا (متغییر های بارش و سرعت جریان) در پاسخ هیدرولوژی حوزه تاثیر می گذارند. پارامترهای ژئومورفولوژی نظیر نسبت انشعاب، نسبت طول، نسبت مساحت، طول آبراهه اصلی و شیب آبراهه از عناصر ثابت و سرعت جریان، شدت و مقدار بارش از عناصر پویا می باشند. با روابط بین این عناصر می توان هیدروگراف یک حوزه را در خروجی بر آورد نمود. این ایده به هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی (GIUH) موسوم است، با استفاده از این روش هیدروگراف برای حوزه آبخیز کسیلیان استخراج شده و با هیدروگراف های مشاهده ای و مصنوعی استخراج شده از روش های اشنایدر و SCS مثلثی مقایسه شده است. بر اساس تحلیل های آماری بین روش های مختلف اختلاف قابل ملاحظه ای وجود نداشته است لیکن بر اساس آزمون کارایی نسبی نتایج به دست آمده نشان دهنده کارایی نسبی، خوب این روش بوده است.