بخشی از مقاله
چکیده
بارش طراحی یکی از اساسیترین عوامل در برآورد سیلاب در حوزههای آبخیز میباشد. با توجه به وجود تغییرات زمانی در شدت رگبارهای سیل آسا, شناخت دقیق الگوهای توزیع زمانی بارش در یک منطقه از اهمیت زیادی برخوردار است.
در این تحقیق با بررسی کلیه رگبارهای مشاهداتی در ایستگاههای سینوپتیک حوزه آبخیز دریاچه نمک, رگبارهای منفرد شدید در تداومهای 12 ,9 ,6 ,3 ,1 و 24 ساعته استخراج گردید . بمنظور ارائه الگوهای زمانی رگبارها از روش رتبهبندی بهره گرفته شد.
در این روش ابتدا رگبارهای هر پایه زمانی معین به دوره های کوچکتری تقسیم و دورههای مختلف رگبارها بر اساس مقدار بارش دریافتی رتبهبندی شدند, سپس بر اساس میانگین گیری از دورههای مختلف, رتبه شاخص هر دوره تعیین و مقادیر بارندگی هر دوره بر اساس درصدی از کل بارش تعیین گردید. البته الگوها بصورت نقطهایی - در تداومهای مختلف هر ایستگاه - و بصورت منطقهایی - الگوهای تیپ - ارائه شدند.
بمنظور ارزیابی دقت مدلها از آزمون خی دو استفاده شد و میزان اعتماد هر الگوی نقطهایی و منطقهایی مشخص گردید. نتایج نشان میدهد که با افزایش تداوم یا پایه های زمانی، با تعداد کمتری رگبار، اعتماد در سطوح مناسب و قابل قبول حاصل می شود.
مقدمه
در بیشتر طرحهای توسعه منابع آب, کنترل سیلاب, ساماندهی رودخانه, آبخیزداری, حفاظت خاک و... با برآورد مقدار بارش طراحی میتوان به هیدروگراف سیلاب طراحی دست یافت. برای تبدیل بارش طراحی به هیدروگراف, بایستی علاوه بر تغییرات مکانی - DAD - مقدار بارش, شدت آن در طول مدت تداوم بارش یا الگوی توزیع زمانی بارش مشخص گردد.
الگوی توزیع زمانی بارش که در واقع نحوه تغییرات شدت بارش در طول مدت بارندگی را معرفی میکند, تاثیر مستقیمی بر حجم و دبی اوج سیلاب میگذارد, بطوریکه در برخی از رگبارها, حداکثر شدت بارش در اوایل بار ش رخ میدهد, در حالیکه ممکن است برای قسم دیگر, حداکثر شدت بارش در اواسط یا در مراحل پایانی رگبار حادث گردد که بستگی به مکانیسم تشکیل رگبار دارد. با توجه فرآیندهای تشکیل رواناب در سطح حوضه, هر یک از الگوهای مذکور شکل هیدروگراف خاصی از سیلاب را موجب میگردد.
پیل گریم و کردری - , - 1975 ونوزیانو و ویلانی - - 1999 روشهای مختلف تعیین هایتوگراف باران طراحی و الگوی توزیع زمانی بارش را طبقهبندی نمودند 12 ]،.[ 10 ذیلاﹰ با اشاره به تحقیقاتی در این زمینه,تعدادی از روشهای تعیین الگوی توزیع زمانی بارش ذکر میگردد:
سیفالدا - , - 1973 دسبردس - 1978 - و همچنین کیفر و چاو - - 1975 با استفاده از روابط - IDF شدت,مدت, فراوانی - روشهایی را برای تهیه الگوی توزیع زمانی بارش ارائه نمودند
رضیئی - - 1379 نیز با استفاده از این منحنیها و بهرهگیری از روش بلوکهای متناوب اقدام به ارائه الگوی زمانی بارش در استان تهران نمود .
از دیگر روشهای تهیه الگوی توزیع زمانی بارش میتوان به روش هایتوگراف مثلثی و الگوی تیپ سرویس حفاظت خاک آمریکا - SCS - اشاره نمود
تعیین الگوی زمانی بارش به طرق الگوی میانگین یا ترسیمی, الگوی احتمالاتی و الگوی رتبهبندی یا محاسباتی از الگوهای قابل قبول و معمول میباشند که در این رابطه می توان به تحقیقات هرشفیلد - - 1962 وپیل گریم - - 1975 به منظور استخراج الگوی میانگین توزیع زمانی بارش اشاره نمود
همچنین پیل گریم و همکاران - - 1975 علاوه بر الگوهای میانگین به روش ترسیمی, به طریق محاسباتی نیز برای منطقه سیدنی الگویی ارائه نمودند و با بهره گیری از آزمون کای اسکوار صحت مدلهای ارائه شده را ارزیابی کردند و دریافتند که در مقایسه با روش ترسیمی، روش رتبه بندی نتایج قابل قبول تری ارائه میدهد، البته درصورتی که داده های کافی وجود داشته باشد. ایشان در ادامه تحقیقات خود کل کشور استرالیا را براساس ویژگیهای اقلیمی و شکل الگوهای توزیع زمانی بارش به هشت منطقه جغرافیایی تقسیم کردند
هاف - 1967 - با استفاده از داده های باران نگاری در ایالت ایلنویز اقدام به تهیه الگوی توزیع زمانی بارش به طریق احتمالاتی نمود
در داخل کشور ایران نیز به روشهای ذکر شده تحقیقات متعددی صورت گرفته است:
طالب بیدختی و همکاران - , - 1374 وزیری - , - 1376 تلوری و همکاران - , - 1381 روش الگوی میانگین را در استان سمنان, جنوب غرب و شمال کشور بکار بردند
رضیئی - - 1379 روش رتبه بندی را بمنظور پهنهبندی استان تهران از نظر الگوی توزیع زمانی بارش بکار برد و دریافت که نسبت به روشهای دیگر مناسبتر است
در خصوص کار برد روش احتمالاﰐ نیز می توان به ﲢقیقات طالب بیدخﱵ , - 1374 - امﲔ و ﳘکاران - - 1379 در استان فارس, رضیئی 1381 - و, - 1379 تلوری و ﳘکاران - - 1381 اشاره ﳕود
در این تحقیق با توجه به تاکید و اشاراتی که در تحقیقات مختلف بویژه در داخل کشور مبنی بر نتایج قابل توجه و مناسب روش رتبهبندی وجود داشت, به منظور بررسی الگوی توزیع زمانی بارش در حوزه آبخیز دریاچه نمک استفاده شد. این روش با تجزیه بارندگیهای شدید به اجزاﺀ یا بلوکهای بارندگی و شمارش فراوانی وقوع بزرگترین جزﺀ بارش در موقعیتها مختلف زمانی در طول مدت بارش انجام می شود. این کار برای دومین بلوک از نظر بزرگی و نیز سایر بلوکها تکرار شده و نهایتاﹰ میانگین فراوانی وقوع اجزاﺀ یا بلوکهای مختلف در طول مدت بارش مشخص و الگوی مورد نظر بدست میآید.
روش آار
در این تحقیق با استفاده از دادههای باران نگاری 6 ایستگاه سینوپتیک حوزه آبخیز دریاچه نمک - جدول , - 1 الگوی توزیع زمانی بارش برای تداومهای مختلف تعیین گردید.
حوزه آبخیز دریاچه نمک یکی از زیر حوزههای کویر مرکزی ایران بوده که در طول جغرافیایی 48-00 تا 53-00 درجه شرقی و عرضی جغرافیایی 32-00 تا 37-00 درجه شمالی واقع شده است. آب و هوای آن در بخش مرکزی, خشک و میزان بارندگی آن حدود 130 میلیمتر در سال - نظیر قم - , در حالیکه نواحی مرتفع آن - مانند, تهران, گلپایگان و همدان - دارای آب و هوای معتدل با زمستانهای نسبتاﹰ سرد و تابستانهای گرم است. بمنظور دستیابی به الگوهای زمانی بارش منطقه با توجه به روش رتبهبندی - Ranking - مراحل زیر انجام شد:
-1 استخراج رگبارها: در ایستگاههای سینوپتیک گرافهای باران نگار, مقادیر بارش بصورت 10 دقیقهایی استخراج شده است که در دادههای رقومی بارش ایستگاههای مورد مطالعه تهیه گردید.
-2 تجزیه و تحلیل رگبارها: با بررسی دادههای رقومی بارشها, پس از بررسی پیوستگی زمانی بارشها و دنبال هم بودن آنها, رگبارها درپایه های زمانی 12 ,6,9 ,3 ,1 و 24 ساعته استخراج شده و منفرد بودن رگبارها مورد نیز مورد بررسی قرار گرفت که تعداد رگبارها در هر تداوم به تفکیک ایستگاه در جدول 2 ارائه شده است.
-3 انتخاب بارشهای شدید: در هر تداوم با توجه به مقدار میانگین بارشها, رگبارها با مجموع بارش بیش از میانگین انتخاب شدند.
