بخشی از مقاله
بررسی الگوي توزیع زمانی بارش در شمال شرق کشور
1
بررسی و تعیین الگوي توزیع زمانی بارش شمالشرق کشور
چکیده
تغییر الگوي سـکنی گزینـی، گسـترش شـهرها و شهرنشـینی در دهـه هـاي اخیـر کـه در نتیجـه ارتقـاء استانداردهاي زندگی از یک طرف و کاهش حریمهاي طبیعی از طرف دیگر صورت پذیرفته ، به نوبه خـود کـاهش
سطح پوشش گیاهی ، افزایش فرسایش خاك و افزایش مقدار ضریب جریان سطحی را در برداشته و نتیجتا افزایش
دبی حاصل از بارندگی و سیلاب را نیز به دنبال داشته است. بروز این تغییرات، بررسی سـیلابها را در در طراحـی
زهکشها و کانالهاي آبروي شهرها و کلا در تمامی پروژه هاي آبـی، اجتنـاب ناپـذیر کـرده اسـت. بمنظـور بـرآورد
سیلاب طرح ابتدا باید رگبار طرح برآورد گردد. از طرف دیگر استفاده از رگبار طرح در روشهاي بـرآورد سـیلاب، نیازمند بررسی توزیع زمانی مقدار بارش در طول دوره بارش است که به آن الگوي زمانی بارش می گویند.
در این تحقیق پس از معرفی چند روش تعیین الگوي توزیع زمانی بارش، از دو روش پیل گریم و هاف که در آنهـا از داده هاي محلی استفاده می شود، براي تعیین الگوي توزیع زمان بارش در برخی از ایستگاههاي جنوب خراسـان
استفاده شد. پس از بررسی مشخص شد در روش پیل گریم تغییر تداوم رگبار تقریبا تاثیري در الگوي توزیع بارش
نمی گذارد اما این تاثیر در روش هاف بخوبی مشاهده می گردد لذا نتیجه گیـري مـی شـود کـه پیـل گـریم روش مناسبی براي تعیین الگوي بارش در منطقه مورد نظر نیست.
کلید واژه: سیلاب طرح، باران طرح، الگوي توزیع بارش، بارندگی ، رواناب
مقدمه
پیشرفت و توسعه فناوري، اگرچه تسهیلات زیادي را در اختیار زندگی بشر قرار داده است، لیکن متقـابلا تغییراتی در اقلیم از جمله رژیم بارندگی حاکم بر نقاط مختلف دنیا را نیز بهمـراه داشـته اسـت. لـذا بررسـی هـاي آماري و اقلیمی خاص هر منطقه از ضروریات کلیه طرحهاي مطالعاتی و اجرائی منابع آب محسوب می گردد. سیل یکی از پیچیدهترین حوادث محسوب میشود که بیش از دیگر بلایاي مشابه جان و مال انسـان را تهدیـد مـیکنـد.
سیلاب طراحی در طرحهاي مختلـف نظیـر توسـعه منـابع آب ، مهـار سـیلاب و کـاهش خسـارت آن ، طرحهـاي
آبخیزداري و حفاظت خاك ، زهکشی سطحی اراضی در شهرها و فرودگاهها ، طرح پلهـا و آبگـذرها و سـاماندهی رودخانه مبناي محاسبات می باشد. بدیهی است که در صورت وجود آمار کافی از جریـان رودخانـه مـی تـوان بـه
آسانی برآوردي از سیلاب طراحی را انجام داد ، امـا در اغلـب مـوارد بخصـوص در زیـر حـوزه هـاي کوچـک و
سرشاخه هاي رودخانه ها بدلیل مسائل اقتصادي و عدم تجهیز آنها به ایستگاههاي آبسنجی چنین آماري در اختیـار
نمی باشد ، به همین سبب روشهاي متعددي براي برآورد سیلاب طراحی ارایه و مرسوم شده است. برآورد سیلاب
طراحی یکی از بخشهاي مهم مطالعات آبشناسی پروژه هاي منابع آب بویژه طرحهاي سدسازي است. گـام نخسـت
در برآورد سیلاب طراحی در یک حوزه از طریق استفاده از آمار بارش، انتخاب یـک بـاران طـرح اسـت و معمـولا
3
اینکار از طریق منحنی هاي شدت-مدت-فراوانی2 براي یک دوره بازگشت خاص و طول بارش معین بـرآورد مـی
گردد. استفاده از این رگبار طرح در روشهاي برآورد سیلاب نیاز به توزیع زمانی ایـن مقـدار بـارش در طـول دوره
بارش دارد. این توزیع زمانی را الگوي بارش می گویند. الگوي توزیع زمانی باران که در واقع نحـوه تغییـر شـدت
بارش را معرفی می کند، تاثیر مستقیمی بر حجم و اوج سیلاب می گذارد.
پیشینه تحقیق
از آنجا که تاثیر توزیع زمانی بارش در حداکثر آبدهی سیلاب و شکل هیدروگراف آن قابل توجـه اسـت،
تعیین یا انتخاب الگوي مناسب بارندگی نیز حائز اهمیت است. بنابراین بررسیهاي تعیین الگوي زمانی بارش را باید جزء مهمی از مطالعات سیلابهاي شهري محسوب نمود. براي تعیین الگوي زمانی بارش روشهاي مختلفی ارائه شده
است که از مهمترین آنها می توان به تعیین الگوي میانگین بـه روش ترسـیمی، روش ضـریب یزرگنمـائی ثابـت و
روش ضریب بزرگنمائی متغیر براي داده هاي محلی را می توان نام برد.
دیوید هرشفیلد3، محقق آمریکائی در سالهاي 1961 و 1962 م نتایج تحقیقات وسـیع خـود را بـر روي 400 توفـان
بارانزاي شدید منتشر نمود وي از میان داده هاي 50 ایستگاه هواشناسـی بارشـهاي 6، 12، 18 و 24 سـاعته را جـدا
کرده بود و الگوي میانگی تفکیکی آنها را ارائه نموده بود. پیل گریم و کـردري( 1975) 4 اسـترالیائی توزیـع زمـانی
بارش را به روش میانگین و محاسباتی در منطقه سیدنی ارائه کردند. آنها با اسـتفاده از همـین روش در سـال 1991
الگوي توزیع زمانی بارشهاي خیلی شدید را در منطقه سیدنی تهیه کردند. در این تحقیق 16 پایه زمانی از 10 دقیقه تا 24 ساعت به شکلی مورد بررسی قرار گرفتند که اطلاعات مناسبی را براي برآورد سیلاب در حوزه هاي کوچک شهري تا تقریبا بزرگ فراهم گردد.
کمپل و سایدل( 1984) 5 نیز برآورد جریان اوج سیلابی جهت طراحی نهرهاي آبی در جاده هاي جنگلی در اورگان
(Oregan) آمریکا از داده هاي 80 حوزه با مساحتی در حدود 0/54 تا 27/54 کیلومتر مربع استفاده نمودند. آنها با
استفاده از توابع توزیع احتمالی لوگ پیرسون نوع سـوم جریانهـاي سـیلابی 10، 25، 50 و 100 سـاله را بـا عوامـل اقلیمی و فیزیکی حوزه و درصد پوشش گیاهی ارتباط داده و مـدلهایی را بـراي بـرآورد جریانهـاي حـداکثر ارائـه نمودند.
الگوهاي تیپ بارندگی طراحی ، قریب نیم قرن است که مورد توجه مهندسین است. معروفترین آنها الگوي تیـپ 6
ساعته و 24 ساعته دفتر حفاظت خاك آمریکا ست. پس از آن الگوهاي تیپ 6 ساعته دفتر عمران و رسته مهندسـی
ارتش امریکا و الگوهاي متقارن مطالعات سراسري سیل انگلستان است. همچنین SCS تیپ بارندگیهاي 24 ساعته را براي محاسبه هیدروگرافهاي بسیاري از حوزه هاي درون و برون شهري پیشنهاد کرده است.
تعیین الگوي بارش در آبخیزهاي شهري و روستائی، از جمله نیازهاي تمـامی پـروژه هـاي کوچـک و بـزرگ آبـی
محسوب می گردد. در کشور ما معدود تحقیقاتی در این زمینه انجام شده اسـت از جملـه مصـطفی بـزرگ زاده در
شمال کشور((1375، فریبرز وزیري در جنوب غرب((1376، مجید طالب بیدختی در استان سمنان( (1374 و طیب رضیئی در تهران (1379) کارهاي تحقیقاتی خود را در این زمینه انجام داده اند. بعنوان نمونه وزیري پس از بررسی
2 I D F (Intensity- Duration-
