بخشی از مقاله
چکیده
مقدار بارندگی در بعد زمان و مکان متغییر است. ایستگاههای باران سنجی که جهت ثبت اطلاعات باران مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع اطلاعاتی از یک پدیدۀ - باران - دارای تغییرات مکانی و زمانی را ارائه می دهند. در حوزه های آبخیز اطلاعات ما از میزان بارندگی منحصر به نقاط خاصی از سطح یک حوزه آبخیز می باشد. در صورتیکه آگاهی از میزان متوسط بارندگی، در یک حوزه آبخیز یکی از پارامترها اساسی در هیدرولوژی و طراحی سازه ها می باشد
تغییرات بارندگی در بعد زمان معمولاً در قالب منحنی های شدت- مدت - فراوانی و الگوی زمانی بارش مورد بررسی قرار می گیرد. در حالیکه آگاهی از تغییرات مکانی بارش معمولاً توسط تحلیل منحنی های عمق- سطح و تداوم - D.A.D - بارندگی امکان پذیر می باشد. یکی از مراحل اصلی در تهیه منحنی های D.A.D رسم نقشه های همباران است. جهت رسم این نقشه ها روشهای متعددی از جمله استفاده از گرایان بارندگی، روشهای ساده آمار
کلاسیک و روشهای پیچیده زمین آماری مانند روش کریجینگ مور استفاده قرار می گیرند.
هدف از این تحقیق تحلیل منحنی D.A.D در پایه های زمانی یک تا سه روزه در حوزه آبخیز کفه نمک سیرجان می باشد بدین منظور بعد از جمع آوری آمار واطلاعات مربوط به 59 ایستگاه باران سنجی در محدوده مطالعاتی، بارندگهای فراگیر و حداکثر برای تداومهای یک تا سه روزه انتخاب شدند. سپس جهت رسم نقشه های همباران رابطه بین بارندگی با ارتفاع مورد بررسی قرار گرفت که به دلیل عدم معنی دار بودن این رابطه، جهت رسم نقشه ها همباران و تعیین متوسط بارندگی دو روش زمین آماری کریجینگ و عکس فاصله با توانهای - 1-3 - مورد ارزیابی قرار گرفتند.
در این تحقیق جهت ارزیابی دو روش فوق از معیار میانگین خطای مطلق - MAE - استفاده شد. نتایج این ارزیابی نشان داد که در منطقه مورد مطالعه روش کریجینگ جهت تعیین متوسط بارندگی به روش عکس فاصله ارجحیت دارد. سپس با استفاده از روش کریجینگ نقشه های همباران یک تا سه روزه برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید و منحنی های D.A.D رسم شدند.
با استفاده از این منحنی ها تبدیل بارندگی نقطه ای به متوسط بارندگی تا مساحت 20هزار کیلومترمربعی برای منطقه مورد مطالعه امکان پذیر است. همچنین بررسی منحنی های مذکور نشان میدهد. مقدار بارندگی در مرکز نسبت به مقدار آن در یک سطح 20هزار کیلومترمربعی برای تداومهای یک تا سه روزه بترتیب برابر با 1/98، 1/74، 1/48 می باشد.
مقدمه
یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی سازه های آبی در یک حوزه آبخیز متوسط بارندگی است. مقدار و شدت بارندگی همواره دو پارامتر اساسی در طراحی سازه های آبی و عملیات آبخیزداری بحساب می آیند. هرچقد این دو پارامتر دقیق تر و مبتنی براصول علمی برآورد گردند موفقعیت سازه های احداثی بیشتر خواهد بود. بررسی روند کاهش تغییرات بارندگی از مرکز بارندگی به اطراف یکی از مسائل عمده در علم هیدرولوژی و هواشناسی بحساب می آید. همانطور که میدانید ایستگاههای باران سنجی مقدار بارندگی را در نقاط مشخصی از یک حوزه آبخیز نشان می دهند.
در واقع اطلاعاتی از یک پدیدۀ - باران - داری تغییرات مکانی را ارائه می دهند بدین ترتیب اطلاعات ما از میزان بارندگی منحصر به نقاط خاصی از حوزه آبخیز می باشد. - ایستگاههای باران سنجی - و این میزان بارندگی در واقع نمی تواند مبناء کار طراحی سازه ها قرار گیرد. این امر در مناطق خشک ونیمه خشک که تعداد ایستگاههای باران سنجی معمولاً محدود هستند و ما شاهد تغییرات شدید بارندگی هستیم وضعیت حادتری به خود می گیرد. بنابراین آگاهی از تغییرات مکانی بارندگی در طراحی سازه های آبی امری اجتناب ناپذیر است.
تحلیل روابط عمق- سطح- تداوم - - D.A.D بارش یکی از ابزارهای اساسی در بررسی تغییرات مکانی باران و محاسبه تحلیل های مربوط به سیل می باشد. در واقع بوسیله این منحنیها می توان مقدار بارندگی در یک نقطه مشخص - مقدار بارندگی ثبت شده در ایستگاه باران سنجی - رابه متوسط بارندگی در یک سطح معلوم تبدیل نمود. متاسفانه علرغم اهمیت موضوع تاکنون تحقیقات اندکی دراین زمینه انجام شده است. اداره هواشناسی امریکا درسال1958 بااستفاده ازشبکه بارن سنجی خود اقدام به تهیه منحنی های عمق ،سطح وتداوم در پایه های زمانی ./5تا24 ساعته نمود - - 16ونشان دادکه باافزایش مساحت مقدار بارندگی کاهش می یابد.
لکرک واسچاک درسال1972 براساس امار واطلاعات اداره هواشناسی امریکارابطه ای رابرای تبدیل بارندگی نقطه اای به متوسط بارندگی دریک سطح مشخص ارائه دادند. - - 13عقیقی درسال1374تحلیل منحنی های عمق،سطح و تداوم را درمنطقه جاجرود-تهران-کرج مورد برسی قرار دادو نتیجه گیری کرد که بیشتر حجم توده های هوادر همان سه روز اول ریزش میکنند.
احمدی درسال1381 به بررسی منحنی های مذکور در استان کرمانشاه پرداخت . - 1 - در اکثر این تحقیقات ازروش گرادیان بارندگی جهت رسم نقشه های همباران استفاده شده است است که متاسفانه در مواردی که رابطه بین ارتفاع و بارندگی معنی دار نبوده، با حذف بعضی از داده ها - در بعضی موارد حذف %50داده ها - سعی شده است این رابطه را برقرار نمایند. که این کار مبتنی براصول علمی نمی باشد. درچنین مواردی استفاده از روشهای زمین آمار بدلیل ارائه ساختار فضائی و مکانی بین داده ها می تواند مثمرثمر واقع شود. زمین آمار در واقع به بررسی آندسته از متغییرها می پردازد.
ککه یک مهندس معدن آفریقای جنوبی بود. به نام کریجینگ نام گذاری شد این روش براساس میانگین متحرک وزن دار بوده و می توان آنرا بهترین تخمین گر خطی نااریب - - BLUE خواند.. امروزه روشهای زمین آماری علیرغم پیچیدگی آنها بدلیل کاربرد نرم افزارهای کامپیوتری قوی نظیرGsوGis در شاخه های مختلف علوم خصوصاًعلوم محیطی و منابع طبیعی کاربرد فراوانی دارند.
درزمینه زمین امارهم علرغم جوانی این علم مطالعات متعددی درنقاط مختلف جهان انجام شده است که عمده ترین انهابه شرح ذیل می. باشند والونبرگ وهمکاران درسال1982 برای تعیین ظرفیت رطوبت خاک درهلند روشهای میانگین متحرک وزنی وکریجینگ رامقایسه کردند.ونتیجه گیری کردند که روش کریجینگ برتری دارد. - - 17پولمن 1993 نشان دادکه استفاده از روش کریجینگ و انالیز تغییر نما برای میان یابی داده ها و طراحی شبکه ها درمطالعات محیطی مفید میباشد
