بخشی از مقاله
چکیده
مولفه جریان پایه عمدتا از جریان تخلیه حاصل از سفره هاي آب زیر زمینی مرتبط با حوز ه هاي آبخیز و مولفه رواناب مستقیم اساسا از جریان حاصل از رواناب سطحی تشکیل گردیده است. جداسازي اجزاي جریان پایه از طریق آنالیز هیدروگراف جریان اطلاعاتی را راجع به خصوصیات ذخائر طبیعی که رودخانه را تغذیه می کند در اختیار قرار می دهد.
دانستن جریان پایه در ارزیابی کیفیت آب و شرایط جریان کم مفید است و می تواند براي کالیبراسون و اعتبار سنجی مدل هاي هیدرولوژیکی بکار گرفته شود. براي تفکیک مولفه اصلی جریان رودخانه از مدل رایانه اي PART و به عنوان نمونه از داده هاي روزانه جریان رودخانه بابا حاجی در یک دوره زمانی 15 ساله، از سال آبی 1370-1371 تا سال آبی 1383-1384 هجري شمسی استفاده شده است. و در نهایت نتایج حاصله نشان داد که حدود 73 درصد از جریان رودخانه را جریان پایه تشکیل می دهد و میزان همبستگی جریان پایه با جریان رودخانه بالا می باشد که این مطلب ضرورت و اهمیت مدیریت تلفیقی آبهاي سطحی و زیر زمینی را نشان میدهد.
- 1 مقدمه
بعلت اهمیتی که تغییرات کاربري زمین ممکن است بر میزان تغذیه و پایداري منابع آب زیر زمینی داشته باشد، علاقه به برآورد میزان تغذیه آب زیر زمینی در سالهاي اخیر افزایش یافته است. تجزیه و تحلیل هیدروگراف جریان در ایستگاههاي آبسنجی می تواند برآوردهائی از تغذیه آب زیر زمینی را ارائه دهد. اگر چه مقدار جریان پایه را نمی توان به طور دقیق به همان مقدار تغذیه نسبت داد ولی هنگامی جریان پایه معرف دبی آب زیر زمینی فرض شود در آن صورت دبی آب زیر زمینی تقریبا" برابر با تغذیه است.
رایزر و همکاران اعتقاد دارد که اگر مقدار تلفات و انتقال آب زیر زمینی درون حوضه کم باشد، جریان پایه را می تواند تقریب مناسبی از تغذیه دانست. جداسازي اجزاء جریان پایه از هیدروگراف جریان، اطلاعاتی را راجع به خصوصیات ذخائر طبیعی که رودخانه را تغذیه می کند در اختیار قرار می دهد. جریان پایه جزئی از جریان رودخانه می باشد که نسبت به بارندگی واکنش نشان می دهد و معمولا مرتبط با آب تخلیه شده از ذخیره آب زیرزمینی می باشد. دانستن جریان پایه در ارزیابی کیفیت آب و شرایط جریان کم مفید است و می تواند براي کالیبراسون و اعتبار سنجی مدل هاي هیدرولوژیکی بکار گرفته شود
اولین مرحله در آنالیز هیدروگراف تفکیک جریان به دوقسمت اصلی رواناب سطحی و جریان پایه می باشد. با این جدا سازي دقیق هر جزء اغلب اختیاري است و بر اساس استفاده از روش هاي استاندارد ذکر شده در نشریات می باشد یا در تعدادي از مثال ها ، از ردیابهاي ایزوتروپیک یا شیمیایی و روش هاي موازنه حجم استفاده گردیده است
جریان پایه می تواند از انواع حوزه هاي آبخیز، نظیر دریاچه ها، سرزمینهاي مرطوب، استخر یا حتی از ذوب برف ایجاد شود . تنوعی از مداخلات انسان و پدیده هاي طبیعی نیز می تواند بر جریان پایه اثر گذار باشد.رژیم رودخانه، دبی جریانهاي پساب صنعتی، آبیاري و دبی آب برگشتی می تواند بر جریان پایه رودخانه اثر گذار باشد. وقایع بزرگ سیلابی، ذخیره موقتی را در رودخانه ایجاد میکند که در جریان پایه شرکت می کند. پوشش گیاهی حاشیه رودخانه نیز از طریق تبخیر و تعرق نیز ممکن است در دبی پایه اثر گذار باشد
همه روش ها داراي نواقصی از لحاظ دانش کافی واقعی اینکه چگونه آب در یک آبخیز در طی زمان براي چندین رگبار حرکت می کند و شرایط رطوبت پیشین چگونه است، می باشند. روش هاي آنالیز متعددي براي جداسازي جریان پایه از جریان رودخانه توسعه یافته است
اگرچه بیشتر روش ها براساس دلایل فیزیکی می باشد، اجزاء همه جداسازي ذهنی است. تلاش ها براي اتوماتیک کردن روشهاي دستی با بر نامه هاي کامپیوتري بعضی از ذهنیتهاي ذاتی در این روش را رفع کرده است. و زمان مورد نیاز براي جداساري را کاهش داده است
سمیعی و ملکیان - - 1389 به منظور تفکیک هیدروگراف جریان به دو بخش رواناب مستقیم و دبی پایه از روش فیلتر عددي و روش مدل PART استفاده کردند. بدین منظور از ایستگاه سفید واقع بر رودخانه دهکده سفید به مساحت 660 کیلومتر مربع در حوزه سد درودزن واقع در استان فارس با طول دوره آماري 14 سال - -1385 - 1372 استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که روش فیلتر عددي با روش مدل PART در برآورد جریان پایه هبستگی بالائی - - r=0/82 با هم دارند.
Delin و همکاران - - 2007 در تحقیقی تحت عنوان مقایسه تخمین تغذیه آب هاي زیر زمینی در مقیاس منطقه اي و محلی در مینیسوتاي آمریکا با استفاده از روش هاي بیلان آبی ناحیه غیر اشباع،نوسانات سطح ایستابی،استفاده از داده هاي پیشین آب زیر زمینی و روش RORA پرداختند.آنها نتیجه گرفتند که میزان تغذیه تخمین زده شده بوسیله مدل 41 RORA درصد کمتر از متوسط تخمین هاي روش بیلان آبی ناحیه غیر اشباع بودو محدوده آن بیشتر از 44 درصدتا کمتر از 12 درصد از تخمین هاي تغذیه اي دیگر روش ها بود.
-2مولفه هاي اصلی جریان رودخانه
جریان کلی رودخانه در زمان خروجی از حوزه ، می تواند از سه مولفه عمده تشکیل شده باشد. که هریک از مبدا حرکت خود در یک مسیر جداگانه شروع به حرکت می کنند و با تاخیر زمانی متفاوت به جریان رودخانه می پیوندند.سه مولفه اصلی جریان کلی رودخانه عبارتند از رواناب سطحی حاصل از بارش،جریان میان لایه اي یا زیر سطحی و جریان حاصل از تخلیه آب هاي زیر زمینی.
– 2-1 رواناب سطحی حاصل از بارش
بخش هایی از جریان رودخانه یا نهر هاي کوچک که روي سطح در حال حرکتند ویا حجمی از رواناب سطحی است که در طی دوره بارندگی به جریان رودخانه تخلیه می شود.تاثیر این مولفه بر روري دبی خروجی از حوزه پس از آغاز بارش به سرعت قابل مشاهده است.وهمچنن پس از گذشت زمان بسیار کوتاهی از بارندگی مقدار این مولفه به شدت کاهش می یابد و مولفه هاي دیگر نقش آشکارتري را ایفا می کنند.
– 2-2 جریان میان لایه اي یا زیر سطحی
از این مولفه معمولا به عنوان تراوش آنی، جریان آنی زیر سطحی و جریان زیر سطحی یاد می شود. آن بخشی از جریان است که نسبتا سریع در مسیر مستقیم تقریبا افقی معمولا در ناحیه خاك و یا مستقیما در زیر آن حرکت می کند اما در ناحیه غیر اشباع زیرین نفوذ نمی کند.این جریان در میان لایه هاي فوقانی ادامه پیدا می کند و در نهایت به جریان رودخانه تخلیه می شود. بعضی از جریان هاي میان لایه اي ممکن است در تمام حوزه وجود داشته باشد اما بخش زیادي از کل جریان هاي عبوري از این سیستم بستگی به ساختمان خاك دارد.و هیچ گونه ارتباطی بین این مولفه از جریان کلی و ذخیره آب زیر زمینی وجود ندارد
– 2- 3 جریان حاصل از تخلیه آب هاي زیر زمینی
این جریان را می توان معادل آب پایه در نظر گرفت. جریان پایه مقدار آبی است که از آب زیر زمینی یا سایر منابع به رودخانه تخلیه می شود. نیز میزان جریان پایه طولانی مدت را بعنوان شاخصی از میزان تغذیه آب زیر زمینی در حوزه هاي وسیع می داند - مایر ، . - 2005 این مولفه از جریان کلی که جریان حاصل از فروکش آب هاي زیر زمینی نامیده می شود در دوره هاي بلند مدت بدون باران قسمت عمده اي از آب جاري رودخانه را تامین می کند
-3مواد و روش ها
3-1موقعیت منطقه مورد مطالعه:
در این مطالعه از آمار ایستگاه پل فسا واقع بر رودخانه بابا حاجی به مساحت 470 کیلومتر مربع، در حوزه آبخیز مهارلو به طول جغرافیایی 52 درجه و 39 دقیقه و عرض جغرافیایی 29 درجه و 29 دقیقه و ارتفاع متوسط 1480 متر از سطح دریا واقع شده است. این حوضه تحت اغتشاشات بالادست جریان ناشی از مخازن، سد و برداشت و هرزآبهاي بازگشتی نیست. ایستگاه مورد مطالعه براي انجام این تحقیق که از الزامات اجراي مدل می باشد داراي شرایط زیرمی باشد:
-1 داراي طول دوره آماري حداقل 10 سال
- 2 مساحت حوضه کمتر از 500 مایل مربع
