بخشی از مقاله
مدلسازي بارش-رواناب جهت پیش بینی سیلاب
چکیده
محاسبات هیدرولوژیکی سیلاب در حوضههاي آبریز نیازمند محاسبات خصوصیات فیزیکی و همچنین دادههاي هیدرومتري و هواشناسی است. فرضیه اساسی در این تحقیق صحت روابط موجود براي محاسبات سیلاب(بارش-رواناب)
و روشهاي مرسوم مدلسازي که با آخرین نسخه نرم افزار HEC‐HMS کلاس 4,0,0 توسط ارتش آمریکا ارائه شده است شدانجام . بنابراین با بدست آوردن اطلاعات حوضه آبریز به شکل DEM (نقشه مدول رقومی- ارتفاعی) و همچنین دادههاي بلند مدت دو سال آبی 87 منتهی به سال 89 و از دادههاي هواشناسی و دادههاي پنج ایستگاه برفسنجی در حوضه آبریز کرج براي محاسبه تاثیر و سهم ذوب برف در آورد روزانه رودخانه کرج براي بررسی دقیقی از وقوع سیلاب و پیشبینی مناسبی از سیلاب استفاده شد. نتایج این محاسبات بیانگر عدم دقت لازم در ماههاي ابتدایی شبیهسازي به دلیل درنظر گرفته نشدن سابقه تاریخی رطوبت در حوضه است اما به تدریج پس از اولین شبیهسازيها، دقت مدل افزایش مییابد. نتایج آورد رودخانه کرج در محل سد و ایستگاه کنترل سیلاب و مقایسه آنها با مقادیر اندازهگیري شده، حاکی از بهبود نتایج در شرایط در صورت لحاظ شدن پوشش برف در محاسبات است. با توجه به دقت مناسب نتایج خروجی، مدل تهیه شده در این تحقیق قادر خواهد بود تا به عنوان یک مدل پیشبینی آورد و سیلاب رودخانه در مدیریت مخزن سد کرج ایفاي نقش نماید.
واژههاي کلیدي: بارش-رواناب، سیلاب، HEC‐HMS
مقدمه
درصدي از بارش در حوضههاي آبریز به رواناب تبدیل میشود و این میزان با ذوب برف افزایش مییابد. بنابراین در صورت داشتن تخمین مناسبی از رواناب حاصل از ذوب برف و بارش صورت گرفته بر روي حوضه میتوان در جهت استفاده بهینه از این منبع آب گامهاي مهمتري برداشت و در نتیجه سیلابهاي رودخانهاي و آورد رودخانه را پیشبینی کرد(مشایخی،.(1369
مهمترین خصوصیات یک پوشش برف عبارتند از: سطح پوشش برف، عمق برف، چگالی برف و عمق آب معادل برف. اگر عمق برف و چگالی آن معلوم باشند، عمق آب معادل برف قابل محاسبه است. با دانستن سطح پوشیده شده از برف میتوان حجم کل رواناب ناشی از ذوب برف را تخمین زد. یافتن سطح پوشش برف با توجه به صعوبت اندازهگیريهاي صحرایی، نیازمند روشهاي دقیقتر بود تا اینکه تکنولوژي سنجش از دور و تصاویر ماهوارهاي به کمک علم هیدرولوژي آمد و توانست به اندازهگیريهاي صحرایی دقت خاصی بخشد. محققان متوجه شدند که میزان پوشش برف تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم تفاوتهاي معناداري با روندهاي آماري دارند. این تفاوتها باعث شده است که حساسیتها براي اندازهگیري و یافتن روابط بین برف و رواناب ناشی از آن بیشتر شود (فتاحی، .(1390
تحقیق حاضر، محاسبه آورد سد کرج با تأثیر عوامل هیدرولوژیکی (ذوب برف) است. به همین دلیل از مدل معروف هیدرولوژیکی بارش-روناب براي محاسبه آورد و سیلاب با تاثیر ذوب برف استفاده شده است. مدل هیدرولوژیکی، مدل
HEC‐HMS نسخه 4,0 میباشد که در این مدل پارامتر ذوب برف به روش درجه-روز گنجانده شده است.
موقیعت مورد مطالعه
همانطور که در شکل 1 مشخص شده است، منطقه مورد مطالعه، بالادست حوضه آبریز کرج، در دامنههاي شمالی رشته کوه البرز در شمال غرب استان تهران و در محدوده طول جغرافیایی و شرقی و عرض جغرافیایی و شمالی واقع شده است. حوضه آبریز کرج تمامی باغات شهر کرج و منطقه ییلاقی سرحد آباد و شهر شهریار و ساوجبلاغ را آبیاري میکرد ولی در چند سال اخیر به دلیل رشد بی رویه در کلان شهر تهران میزان عمده آب این رودخانه براي مصرف شرب به تهران منتقل می شود. رودخانه کرج تامینکننده بخشی از آب آشامیدنی تهران و کرج است.
مواد و روشها
تقسیمبندي حوضه آبریز کرج
در این تحقیق حوضه آبریز کرج با استفاده از مدل رقومی ارتفاع با مقیاس 1:250000 به بیست و دو زیرحوضه تقسیم شد (شکل.(2
مشخصات این زیرحوضهها در جدول 1 ارائه شده است.
دادهها
حوضه آبریز بالادست سد کرج داراي پنج ایستگاه بارانسنج و سه ایستگاه ثبت دما است که در این تحقیق از آنها استفاده شده است.
تمامی این ایستگاهها به غیر از ایستگاه بارانسنج ثبات کرج، حجمی هستند. ضمنا در این حوضه آبریز پنج ایستگاه برداشت برف نیز موجود است که در ماههاي دي، بهمن، اسفند و فروردین برداشت مشخصات برف در آنها صورت میگیرد. اختصاص ایستگاه برفسنجی به زیرحوضهها با توجه به محدوده ارتفاعی هر زیرحوضه صورت گرفته است. به منظور واسنجی شبیهسازيها، دادههاي محاسباتی با ایستگاه آبسنجی سیرا واقع در رودخانه کرج مقایسه شده است. محل قرارگیري و مشخصات ایستگاههاي ذکر شده در حوضه آبریز، به ترتیب در شکل 3 و جدول 2 مشخص شدهاند.
