بخشی از مقاله
چکیده:
اطلاعات و دادههای هیدرولوژی خصوصاً بارندگی نقش مهم و تعیینکننده ای در مطالعات زیربنایی منابع آب و
طرحهای آب و خاک دارند. اما غالباً فرآیندهای بارندگی، بخصوص در مقیاسهای زمانی کوتاهمدت، به اندازهای پیچیدهاند که فقط با استفاده از آمار و احتمالات میتوانند توجیه و تفسیر شوند.
بحث تحلیل مکانی بارندگی برای مقیاسهای زمانی کوتاهمدت در مطالعات ارقام سیل و هیدروگراف آنها بسیار مهم میباشد و بخصوص هنگامی که دادههای ثبت شده از سیل کم باشد، در این صورت استفاده از مدل بارندگی - رواناب اجتناب ناپذیر خواهد بود و نقش تحلیل مکانی بارندگی بسیار خود نمایی خواهد کرد. برای تبدیل اطلاعات دادههای نقطهای به دادههای مکانی روشهای متفاوتی ارائه شده است که هدف این پژوهش تولید دادهها به کمک روش زمین آمار - ژئواستاتیستیک - میباشد.
در این پژوهش برای بررسی کارآیی روشها و متدولوژی مورد نظر در تحلیل مکانی بارش، واقعه سیل بهمنماه 1371 در شرق استان هرمزگان مورد بررسی قرار گرفته است.در این پژوهش نتایج تحلیل مکانی بارندگی با استفاده از روشهای میانیابی موجود در نرمافزار IDRISI32 و استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی با نتایج روش تحلیل مکانی بارندگی به روش دستی مورد مقایسه قرار گرفته است.
بررسی نتایج بیانگر آن است که دقت روش دستی در تحلیل مکانی بارندگی و در نهایت برآورد سیلاب در منطقه در مقایسه با سایر روشهای کامپیوتری از جمله کریجینگ - بدون متغیر کمکی - ، پلیگون تیسن، روش Interpol,TPSS,Trend ,Tin بیشتر است و نتایج روش دستی به واقعیت نزدیکتر میباشد. همچنین از بین روشهای کامپیوتری روش TPSS با توان 2 و کریجینگ نیز دارای دقت بالاتری در تحلیل مکانی بوده و نتایج آن را نیز میتوان در تحلیل مکانی به دلیل سرعت محاسبات و روش آسان و عدم دخالت فاکتور خطای انسانی در محاسبات اولیه بکار برد.
مقدمه:
اولین گام در مطالعه و بررسی فرآیندها، کشف قوانین حاکم بر آنها است. در حال حاضر در نحوۀ نگرش به پدیدههای مرتبط با مدیریت منابع آب - مانند تغییرات بارندگی، دما - که تا زمانی نه چندان دور از نامنظمترین مسائل به شمار میرفتند، تحولات اساسی حاصل شده است. در این میان نقش علم آمار که بر پایه مشاهده و تجربه بنا نهاده شده است در کشف قانونمندیهای پدیدههای تجربی غیرقابل انکار است.
از طرفی اطلاعات دادههای هیدرولوژی خصوصاً بارندگی که نقش تعیین کنندهای در مطالعات زیربنایی منابع آب و طرحهای آب و خاک دارند با توجه به اینکه شمار ایستگاه های ثبت بارش کافی نبوده و از توزیع مکانی مناسبی نیز برخوردار نیستند لازم است مقدار بارندگی در نقاطی که فاقد اندازه گیری میباشند برآورد شود. برای برآورد بارندگی در نقاطی که دادههای اندازهگیری شده وجود ندارد روشهای متفاوتی ارائه شده است که از جمله استفاده از رابطه بارندگی با ارتفاع ویا استفاده از روش دستی را اشاره نمود.
هر چند این روشها، روشهای سادهای در تحلیل مکانی بارندگی میباشند لیکن نمیتوان دقت تخمین آنها را ارزیابی کرد. در مقابل روشهای زمین آماری نیز در تحلیل مکانی وجود دارند که قابلیت ارزیابی دقت تخمین در آنها وجود دارد، همچنین امکان بررسی ساختار مکانی دادههای مورد بررسی نیز از دیگر ویژگیهای اینگونه روشها است.
مهدیان و همکاران - 1 - روشهای مختلف میانیابی را برای برآورد بارندگی ماهیانه در ناحیه مرکزی ایران مورد بررسی قرار دادند. روشهای استفاده شده شامل روش کریجینگ، میانگین متحرک وزنی و 1TPSS بود. نتایج تحقیق بیانگر آن است که شعاع تأثیر بارندگی ماهیانه در ناحیه مرکزی ایران در حدود 450 کیلومتر است و روش میانیابی مناسب برای برآورد بارندگی ماهیانه در منطقه یاد شده، روش TPSS با توان دو و با متغییر کمکی است.
نوریان - 2 - برای مقایسه حجم آب یک طوفان در حوزه کرخه، دو روش میانیابی را با هم مقایسه نمود. وی دقت روش میانیابی دستی را که در آن علاوه بر رعایت مبانی رسم خطوط همباران، نظریات کارشناسی و دیدگاه فنی نیز در آن لحاظ شده است را با روش کریجینگ مقایسه کرد.
نتایج تحقیق بیانگر آن بود که علاوه بر اختلاف الگوی خطوط همباران در دو روش دستی و کامپیوتری، حداکثر بارش محتمل حاصل از رسم کامپیوتری خطوط همباران کمتر از رسم دستی بوده است و نتایج روش دستی به واقعیت نزدیکتر بوده است. وی علت اختلاف نتایج را به دو عامل مربوط دانست که اولین مورد آن بود که چون در روش دستی رسم خطوط همباران علاوه بر رعایت اصول رسم خطوط همباران، قواعد فیزیک ابر و مبانی همدیدی نیز لحاظ شده است، لیکن در روش کامپیوتری این مبانی لحاظ نشده است.
دومین دلیل را در نبود ایستگاه هایی منظم با توزیع مکانی مناسب بویژه در ارتفاعات به عنوان عامل دیگری از اختلاف در نتایج دو روش دستی و کریجینگ ابراز داشت.
برای تحلیل بارندگی های کوتاه مدت تحقیقی توسط بوگان و ویزاکارو - 3 - انجام گرفت. در این تحقیق، دو روش کریجینگ و چند جمله ای درجه 2 برای آنالیز تغییرات مکانی داده های حاصل از بارندگی ساعتی یک واقعه که توسط رادار ثبت شده بود، استفاده شد.
نتایج بیانگر آن است که وقتی تراکم داده ها بالا باشد هر دو روش دارای دقت مشابه می باشند، ولی در صورت وجود داده های کمتر، روش کریجینگ دقت بهتری ارائه می کند. گوارت - 4 - روش کریجینگ را با روش های میانیابی چند ضلعی تیسن و روش عکس مجذور فاصله برای برآورد داده های بارندگی سالانه و ماهانه در ناحیه جنوب پرتغال مورد بررسی قرار داد. نتایج بدست آمده حاکی از خطای بیشتر در روشهای چند ضلعی تیسن و روش عکس مجذور فاصله نسبت به روش کریجینگ بوده است.
در تحقیق دیگری که توسط حسینی و همکاران - 5 - انجام گرفت از روشهای زمین آماری برای برآورد بارندگی در مناطق خشک و نیمه خشک مناطق جنوب غربی ایران استفاده شده است. آنها برای تخمین دادههای بارندگی ماهیانه و سالیانه از سه روش TPSS - بدون و با متغیر کمکی - ، میانگین متحرک وزنی و کریجینگ - معمولی– کوکریجینگ، لوگ کریجینگ - استفاده کردند. آنها با استفاده از آمار 167 ایستگاه هواشناسی با 22 سال آمار، به بررسی نتایج تخمین روشهای مختلف پرداختند. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که روش TPSS با توان 2 و متغیر کمکی ارتفاع روش دقیقتری در تخمین بارندگی سالیانه میباشد
