بخشی از مقاله
چکیده:
از مهمترین عوامل مؤثر در بروز سیلاب ها،شرایط خاک و کاربری های مختلف اراضی می باشند،که مستقیما روی میزان نفوذ آب تاثیر می گذارند،به عبارت دیگر شماره منحنی سطح هر حوضه نشانگر رفتار هیدرولوژیکی آن حوضه در مواقع بارندگی است.این مطالعه بر روی حوضه آجی چای انجام شده است و هدف از آن ترسیم نقشه شماره منحنی حوضه می باشد که در این راستا از سامانه پرازش اطلاعات مکانی استفاده شد ومقدار متوسط وزنی شماره منحنی حوضه حدود 81,3 برآورد گردید و بیشترین سطح حوضه دارای شماره منحنی 84 می باشد.نتایج نشان داد که بیشترین مقدار شماره منحنی رواناب در شرایط رطوبتی متوسط در منطقه مورد مطالعه 92 و کمترین مقدار 55 می باشد. بالا بودن مقدار متوسط وزنی شماره منحنی حوضه نشانگر نفوذپذیری کم حوضه می باشد. به این دلیل احتمال وقوع سیلاب بر اثر نفوذ کم در خاک حوضه بالا می رود.
کلمات کلیدی: شماره منحنی،سامانه اطلاعات جغرافیایی،رفتار هیدرولوژیکی،نفوذپذیری
-1مقدمه:
روش های تجربی و غیر مستقیم متعددی برای برآورد دبی اوج و ارتفاع رواناب در حوضه های آبریز ابداع گردیده که هر کدام دارای یکسری ضرایب منطقه ای خاص به خود بوده و توسعه داده شده اند،به این دلیل در سایر مناطق ممکن است غیر قایل استفاده و دارای خطاهایی باشند. یکی از روش های تجربی که به صورت گسترده و جهانی مورد استفاده هیدرولوژیست ها و طراحان پروژه های منابع آب وآبخیزداران قرار گرفته روش شماره منحنی است که توسط سرویس حفاظت منابع طبیعی دپارتمان کشاورزی ایالات متحده آمریکا پیشنهاد شده است 1972 - ، - USDA
از جمله کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS ،تهیه نقشه شماره منحنی - CN - حوضه آبریز با استفاده از تجزیه و تحلیل اطلاعات رقومی پوشش گیاهی و کاربری اراضی و گروه های هیدرولوژیک خاک می باشد که در این زمینه مطالعات اندکی در مورد کاستی ها و مزایای این روش صورت گرفته است.از مطالعاتی که در این زمینه انجام شده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
نائب عباسی و همکاران - 1372 - در یک تحقیق ضمن معرفی روش شماره منحنی - CN - در تبدیل بارندگی به رواناب کلیه تحقیقات انجام شده در این زمینه در سطح جهان تا سال 1991 که موجب بسط و توسعه این روش شده است،مورد بحث و بررسی قرار دادند. ابتدا با مطالعه منطقه کلیه فاکتورهای لازم جهت برآورد شماره منحنی مشخص گردیده و سپس به روش استاندارد SCS شماره منحنی منطقه را برآورد کردند.آخوندی - 1380 - در مطالعه موردی چهار حوضه - بیرگان،بازفت،شهرکردوفارسان - در حوضه آبریز کارون شمالی،برای برآورد دبی حداکثر سیل از روش شماره منحنی SCS استفاده کرد.در این تحقیق،ابتدا اطلاعات خاک،پوشش سطح زمین و کاربری اراضی به سیستم اطلاعات جغرافیایی وارد شده سپس با توجه به نقشه خاک و اطلاعات موجود،نقشه گروه های هیدرولوژیک خاک در چهار گروه A،B،C و D تعیین گردید و بر اساس نقشه کاربری اراضی و به کمک نرم افزار ILWIS نقشه شماره منحنی به دست آمد.در نهایت با داشتن اطلاعات مربوط به رگبارهای به وقوع پیوسته در منطقه و با در نظر گرفتن شماره منحنی برای هر رگبار ارتفاع رواناب و دبی حداکثر محاسبه شد.
فروشانی و همکاران - 1381 - در محیط GIS،میزان تلفات بارش را با استفاده از روش شماره منحنی SCS، به دست آوردند.نتایج نشان داد پارامتر CN نیاز به کالیبراسیون ندارد و می توان از مقادیر محاسباتی استفاده نمود.نتایج این تحقیق توانایی سیستم های اطلاعات جغرافیایی را در تهیه نقشه شماره منحنی حوضه و نیز محاسبه پارامترهای فیزیوگرافی مورد نیاز تایید نموده است.ملائی - 1381 - برای محاسبه حجم رواناب در حوضه فیله خاصه زنجان از روش SCS استفاده کرد.وی با استفاده از GIS نقشه پوشش گیاهی،گروه هیدرولوژیک خاک و شیب را با یکدیگر تلفیق و با استفاده از مطالعات میدانی،تغییراتی در نحوه تعیین CN اعمال نمود.این تحقیق بر توانایی GIS در تعیین سریعتر و دقیق تر CN تاکید دارد.خسرو شاهی و ثقفیان - 1381 - با استفاده از تصاویر ماهواره ای TM، نقشه پوشش گیاهی حوضه آبریز دماوند را تهیه کردندو سپس در محیط GIS و با استفاده از نرم افزار ILWIS ، نقشه کاربری اراضی و گروه های هیدرولوژیک خاک را تلفیق نموده و شماره منحنی - CN - را برای کل حوضه و زیر حوضه ها محاسبه نمودند.
ملکیان و همکاران - - 1383 برای تهیه نقشه شماره منحنی در حوضه آبریز لیقوان از جداول استاندارد و با توجه به عواملی نظیر پوشش گیاهی ، نحوه استفاده از اراضی و گروه های هیدرولوژیک خاک استفاده کردند.پاندی و همکاران - 1999 - با استفاده از تصاویر ماهواره ای IRS-1B ،نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز رمی را طراحی کردند وسپس با تلفیق نقشه کاربری اراضی،پوشش زمین و نقشه خاک منطقه، گروه های هیدرولوژیک خاک را تعیین کرده و نهایتا با توجه به اطلاعات موجود و جدول استاندارد CN برای هند،شماره منحنی وزنی حوضه با توجه به مساحت تعیین گردید.نتایج این پژوهش نشان داد که چون شرایط لازم برای پایش رواناب در حوضه آبخیز رمی وجود ندارد بنابراین می توان از روش شماره منحنی SCS برای پیش بینی رواناب استفاده نمود.
-2 موقعیت منطقه مورد مطالعه:
منطقه مورد مطالعه در شمال غرب کشور،از مهمترین زیر حوضه های اصلی دریاچه ارومیه است و در محدوده 42 37 تا 38 30 طول شمالی و 45 40 تا 47 53 طول شرقی واقع شده است.وسعت حوضه 10762/5 کیلومتر مربع می باشد.بالاترین ارتفاع حوضه بالاتر از 2700 متر و حداقل ارتفاع آن بین سطوح ارتفاعی 900 تا 1800 متر قرار دارد.
-3 مواد و روش ها:
برای تهیه نقشه CN حوضه،در محیط نرم افزار Arc GIS مراحل زیر به ترتیب انجام گردید.
1-3 تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه:
جهت تهیه نقشه کاربری با بهره گیری از نرم افزار Google Earth محدوده اولیه کاربری های موجود در حوضه مشخص گردیدسپس کاربری که بیانگر محدوده و نوع کاربری های موجود در حوضه بود مشخص گردید.
2-3 تهیه نقشه گروه های هیدرولوژیکی:
با توجه به نقشه پایه خاک شناسی که از حوضه وجود داشت و با استفاده از نرم افزار Arc GIS نقشه رقومی خاک منطقه که شامل اطلاعاتی از قبیل بافت خاک،عمق ودیگر خصوصیات است تهیه شد.عمدتا با تکیه بر بافت و عمق خاک،نقشه گروه های هیدرولوژیک خاک SCS حوضه با توجه به تعاریف استاندارد جدول 1 تهیه می گردد.
3-3 تهیه نقشه شماره منحنی - CN - حوضه:
نقشه کاربری اراضی و نقشه گروه های هیدرولیکی خاک در محیط GIS با یکدیگر تلفیق شده و در نتیجه ی آن نقشه ای با واحدهای کوچکتر به دست آمد که هر واحد دارای یک نوع گروه هیدرولیکی با کاربری مشخص است.در مرحله بعد با استفاده از جداول مربوط به شماره منحنی - مهدوی، - 1381، برای انواع کاربری های اراضی حوضه و با توجه به گروه های هیدرولوژیک خاک ،مقدار CN تعیین شد.سپس با وارد کردن مقدار CN هر واحد و یکی کردن واحدهای همگن از لحاظ مقدار CN،نقشه نهایی شماره منحنی حوضه به دست آمد. - نائب عباسی،مسعود،ص - 27
4-3 تعیین میانگین وزنی شماره منحنی - CN - کل حوضه:
در نهایت میانگین وزنی شماره منحنی - CN - حوضه با استفاده از رابطه ی 1 به دست آمد - مهدوی،. - 1381رابط CN CNiAi 1 A
:C میانگین وزنی شماره منحنی حوضه،:CNi شماره منحنی هر واحد،:Aiمساحت هر واحد،:Aمساحت کل حوضه
