بخشی از مقاله
چکیده
یکی از این نگرانیهاي مدل شماره منحنی در برآورد رواناب سطحی حوزههاي آبخیز، استفاده از پیشفرض 20 درصدي براي تلفات اولیه - Ia - به عنوان کسري از حداکثر نگهداشت آب خاك - S - میباشد. تحقیقات متعددي استفاده از این پیشفرض را درست نمیدانند و اعتقاد بر این است که باید در هر اقلیمی جداگانه این رابطه بدست بیاید تا رواناب با دقت بیشتري توسط مدل شماره منحنی تخمین زده شود.
این مطالعه در همین راستا انجام شده است تا مشخص گردد که براي اقلیم جنوب استان کردستان چه کسري از حداکثر نگهداشت آب خاك باید براي تلفات اولیه در نظر گرفته شود. به این منظور دو زیر حوزه زوجی خامسان در نزدیکی شهرستان کامیاران انتخاب شدند چون صحت دادههاي بارش و رواناب آنها بارها مورد تأیید محققین قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که در اقلیم جنوب استان کردستان پیشفرض 20 درصدي مناسب است و احتیاجی به تغییر آن در کالیبراسیون مدل شماره منحنی وجود ندارد.
-1 مقدمه
رواناب سطحی یکی از اجزاي بسیار مهم چرخه آب میباشد که بدون اندازهگیري دقیق و یا تخمین مناسب آن، معادله بیلان آب موازنه نمیشود و یک هیدرولوژیست هرگز نمیتواند بفهمد که آیا طراحیهاي هیدرولوژیکی که انجام داده است، معتبر هستند یا خیر .[1] به دلیل عدم وجود ابزارهاي اندازهگیري مناسب براي رواناب سطحی به خصوص در مقیاس حوزه آبخیز و با توجه به این واقعیت که اساس تمامی طراحیهاي هیدرولوژیک، تعیین مقدار رواناب سطحی خروجی از هر حوزه آبخیز میباشد، تمایل و گرایش اصلی هیدرولوژیستها در زمینه رواناب سطحی، تخمین آن از طریق مدلهاي مناسب می-باشد.
[2] مدلهاي مختلفی براي تعیین مقدار رواناب سطحی و همچنین برآورد دبی حداکثر رواناب خروجی از حوزههاي آبخیز وجود دارد که در بین آنها میتوان به مدلهاي بیلان آب، نفوذپذیري، استدلالی، مدلهاي تجربی مانند کریگر، دیکن، فولر و کوك و مدل شماره منحنی اشاره کرد .[3] مدل شماره منحنی براي اولین بار توسط سازمان حفاظت خاك - SCS - از بخشهاي دپارتمان کشاورزي ایالات متحده - USDA - در سال 1954 معرفی شد. کاربرد گسترده این مدل در مناطق مختلف جهان و در اقالیم مختلف و تخمین تقریباً مناسب آن باعث شد که این مدل به عنوان رایجترین روش برآورد رواناب سطحی شناخته شود .
[4] علیرغم این استفاده گسترده، تحقیقات نشان داده است که اینمدل بعضاً قادر به تخمین دقیق رواناب سطحی نمیباشد و ممکن است استفاده از آن طراحیهاي فنی و مهندسی را با مشکل جدي مواجه کند. دلایل این ناکارامدي در بعضی موارد می- تواند مربوط به عدم تعیین دقیق CN باشد که خود این مسأله میتواند به دلیل عدم انطباق شیوههاي کشاورزي و الگوهاي کشت کشورمان با ایالات متحده باشد و یا اینکه در کشور ما هنوز به صورت دقیق گروههاي هیدرولوژیکی خاك تعیین نشده-اند .
[5] یکی دیگر از دلایل احتمالی عدم انطباق نتایج شبیهسازي مدل با واقعیت میتواند مربوط به این مسأله باشد که در این مدل همیشه و به صورت ثابت و بر اساس یک پیش فرض اولیه، مقدار تلفات اولیه - Ia - حدود 20 درصد حداکثر نگهداشت آب خاك - S - در نظر گرفته میشود که تحقیقات نشان داده است که صحت این فرضیه در بعضی از اقالیم و مناطق مختلف زیر سؤال است چون اعتقاد بر این است که این پیش فرض به شدت وابسته به اقلیم است و متغیر میباشد .
[4] هاوکینز و همکاران [6] - 2002 - و وودوارد و همکاران [7] - 2003 - مقدار 20 درصد را بسیار در بعضی اقالیم ایالات متحده آمریکا بسیار غیر محتمل دانسته و در تحقیقات میدانی خود مقدار 5 درصد را بهترین مقدار ممکن براي تلفات اولیه دانستهاند. بالتاس و همکاران - 2007 - در مناطقی از یونان مقدار 14 درصد را مناسبتر تشخیص دادهاند .[ 8] همچنین شاي و همکاران - 2009 - در بعضی اقالیم کشور چین هم مقدار 5 درصد را مورد تأیید قرار دادهاند .
[9] واعظی و عباسی - 1391 - براي اقالیم منطقه زنجان مقدار تلفات اولیه را 8 درصد حداکثر نگهداشت آب خاك برآورد نمودند .[10] بنابراین لازم است که اعتبار این فرضیه در اقلیمهاي متفاوت بررسی گردد تا هر اقلیم بتواند پیش فرض منطقی خود را داشته باشد و مطابق با آن از مدل استفاده نماید. از این رو هدف اصلی این مقاله تعیین دقیق رابطه تلفات اولیه - Ia - با حداکثر نگهداشت آب خاك - S - میباشد تا مقدار رواناب سطحی تولیدي در حوزههاي آبخیز مورد مطالعه با دقت بیشتري تخمین زده شود.
-2 مواد و روشها
-1-2 منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز خامسان در موقعیت جغرافیائی 47 درجه و 4 دقیقه و 5 ثانیه تا 47 درجه و 10دقیقه و 36 ثانیه طول شرقی و 34 درجه و 57 دقیقه و 36/3 ثانیه تا 35 درجه و 1 دقیقه و 34/40 ثانیه عرض شمالی قرار دارد. این حوزه در 25 کیلومتري شهرستان کامیاران در استان کردستان قرار دارد. حوزههاي زوجی خامسان قسمتی از حوزه فوق بوده که تقریباً در خروجی حوزه اصلی خامسان قرار دارند و با نامهاي زیرحوزه نمونه و زیرحوزه شاهد خوانده میشوند.
زیر حوزه نمونه در موقعیت جغرافیایی 47 درجه و 5 دقیقه و17 ثانیه تا 47 درجه و 6 دقیقه و 11 ثانیه طول شرقی و 34 درجه و 57 دقیقه و 59 ثانیه تا 34 درجه و 58 دقیقه و 46 ثانیه عرض شمالی قرار داشته که اقدامات اصلاحی آبخیزداري از جمله بانکتبندي و سدهاي رسوبگیر در آن انجام شده است و زیر حوزه شاهد نیز در مجاورت آن و در موقعیت جغرافیایی 47 درجه و 4 دقیقه و 37 ثانیه تا 47 درجه و 5 دقیقه و 32 ثانیه طول شرقی و 34 درجه و 57 دقیقه و 53 ثانیه تا 34 درجه و 58 دقیقه و 40 ثانیه عرض شمالی قرار دارد که هیچ گونه عملیات حفاظت آب و خاك انجام نشده و صرفاً براي مقایسه اقدامات آبخیزداري با زیر حوزه نمونه مورد استفاده قرار میگیرد. زیرحوزه شاهد از سال 1385 قرق بوده درحالی که چراي دام به صورت آزادانه در زیرحوزه نمونه انجام شده است. شکل شماره 1 موقعیت زیرحوزههاي زوجی را بر روي نقشه ایران و کردستان نشان میدهد.
