دانشگاه ازاد اسلامی اردکان
دانشکده جغرافیا و منابع طبیعی
برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
عنوان:طراحی شبکه باران سنج در ایران مرکزی با استفاده از روش زمین آمار همهجا(مطالعه موردی: استان اصفهان)
استاد راهنما: علی فتح زاده و روح الله تقی زاده
تابستان2014
فصل اول
مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه
درمیان عناصر اقلیمی، بارش بیش‌ترین نوسان را دارد. این مسأله به ویژه در کشور ایران که بارش متوسط سالیانه‌ی آن حدود 250 میلی‌متر است، اهمیت بیشتری دارد (عزیزی، 1378). بارش را میتوان مهم‌ترین عاملی دانست که به‌طور مستقیم در چرخه هیدرولوژی دخالت دارد. تعیین رواناب حاصل از بارش، یکی از موارد بسیار مهم در تحلیل مسائل هیدرولوژی و مدیریت منابع آب است (مهدوی، 1381). ارتباط بارش و رواناب، یک ارتباط کاملاً پیچیده و غیرخطی است که به عوامل متعددی وابسته است. پیشبینی و تعیین میزان کمی فرآیندهای تولید رواناب و انتقال آن به نقطه خروجی حوزه آبخیز، از اهمیت خاصی برخوردار است. استفاده ازمدل‌های تجربی به‌منظور برآورد رواناب سالانه در حوضههای فاقد ایستگاههای آبسنجی، از دیرباز در مطالعات هیدرولوژی مورد توصیه قرارگرفته است. یکی از مهم‌ترین عوامل مورد استفاده در مطالعات منابع طبیعی، میزان بارش و بیشتر متوسط بارش منطقهای است (ذبیحی و همکاران، 1390).
بارندگی، از مهم‌ترین فرآیندهای چرخه هیدرولوژیکی است که تنها در صورت وقوع آن، فرآیندهایی نظیر سیلاب، فرسایش، رسوب‌گذاری، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و… به وقوع می‌پیوندد. با این حال، تغییرات قابل ملاحظه بارندگی در زمان و مکان از یک سو و کمبود ایستگاههای بارانسنجی در ثبت میزان بارندگی روزانه از سوی دیگر، ضرورت تبیین مدل‌های تخمین بارندگی را امری اجتنابناپذیر می‌نماید. دست‌یابی به توزیع مکانی بارش بر اساس دادههای نقطه‌ای بارش که از ایستگاههای بارانسنجی به‌دست می‌آیند، بر اساس یکی از دو روش درون‌یابی و برون‌یابی میسر می‌گردد (قهرودی تالی، 1384).
تنوع زمانی بارش به عنوان یک عامل کلیدی مؤثر در ساختار و عملکرد اکوسیستم‌ها به شمار می‌آید، اما تأثیر آن از نظر مقیاس و بزرگی به مراتب کمتر از تنوع مکانی آن‌است(کناپ و اسمیت، 2001)[1]. تعیین مناسب‌ترین روشهای درون‌یابی در سطح یک منطقه و چگونگی توزیع فضایی و مکانی آن، امری ضروری جهت توزیع مکانی بارش می‌باشد.
برآورد توزیع مکانی بارندگی در مقیاس‌های مختلف، از مراحل اصلی مطالعات منابع آبی به‌شمار می‌رود. موقعیت و تراکم نامناسب ایستگاههای بارانسنجی، ضرورت برآورد دادههای بارش در نقاط فاقد آمار و تعمیم دادههای نقطه‌ای به دادههای منطقهای را نشان می‌دهد.
روشهای زمینآمار، ازجمله روشهای تعیین توزیع مکانی بارش است که باتوجه به در نظرگرفتن همبستگی، موقعیت وآرایش مکانی دادههای نقطه‌ای،کاربردگسترده‌ای یافته‌اند(جندانی وملکینژاد، نامشخص).
بارش درسطح هر منطقهای، به صورت نقطه‌ای اندازهگیری میشود. یکی از مشکلات مهم مطالعات منابع آب، برآورد منطقهای بارندگی براساس مشاهدات نقطه‌ای است، بدین منظور جهت تعمیم داده نقطه‌ای به کل منطقه و در هر نقطه‌ای، عملیات درون‌یابی بر روی نقاط اندازهگیری شده انجام می‌گیرد. درون‌یابی، یکی از مهم‌ترین روش‌هایی است که اقلیم‌شناسان در مطالعات پهنهبندی از آن بهره‌مند می‌شوند.
روشهای مختلفی برای درون‌یابی وجود دارد که در یک تقسیم بندی کلی میتوان آنها را به روش- های زمینآماری و روشهای کلاسیک تقسیم‌بندی نمود. روشهای کلاسیک، روش‌هایی هستند که از آمار کلاسیک برای تخمین استفاده می‌کنند (حاجی هاشمی جزی و همکاران، 1390).
1-2- بیان مسأله
برآورد دقیق میانگین بارندگی در هر منطقه در طراحی پروژههای آبی، از اهمیت زیادی برخوردار است که بدین منظور از اطلاعات شبکه‌های بارانسنجی استفاده میشود.
بارندگی، ورودی سیکل هیدرولوژی در یک ناحیه است و بنابراین از مهم‌ترین متغیرهایی است که باید مورد مطالعه دقیق قرار گیرد.
وجود دادههای بارش دربسیاری ازمطالعات هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیمی و طراحی پروژههای مهندسی، ضروری است. معمولاً از آنجایی که اندازهگیری تمام بارشی که روی یک حوضه می‌بارد امکانپذیر نیست، به اندازهگیری نمونهای آن در نقاط مختلف حوضه اکتفا میشود و نتایج حاصل از این ایستگاهها، برای کل منطقه تعمیم داده میشود. بررسی آمار طولانیمدت بارندگی ایستگاهها نشان می‌دهد که پراکندگی ایستگاهها، دارای نوسان و دوره آماری، دارای نواقصی است که با توجه به صرف هزینههای اقتصادی، منجر به بروز ناهمگنی در کیفیت آمار می‌گردد؛ لذا در یک حوضه باید در انتخاب محل و تعداد ایستگاهها، نحوه اندازهگیری، ثبت و تحلیل دادهها، دقت کافی به عمل آید. تعداد بارانسنج‌های یک منطقه، به تغییرات منطقهای بارش و اهداف مرتبط با میزان بارش بستگی دارد. تراکم ایستگاهها در تعدادی از حوضهها، بسیار زیاد و در تعدادی از آنها، ایستگاه کافی برای دست‌یابی به دقت کافی در برآورد بارش وجود ندارد. کشور ایران در شمار مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارد و همواره با مشکل کمبود آب روبروست و نزولات جوی به‌ویژه بارندگی، یکی از فرآیندهای مهم چرخه‌ی هیدرولوژیکی است (بافکار و همکاران، 1386). یکی از مشکلات عمده در آمارها و تجزیه و تحلیل بارش، تخمین بارش در نقاط فاقد ایستگاههای بارانسنجی به‌ویژه ارتفاعات صعب‌العبور است، به‌طوری که مقادیر تخمینی ممکن است نتایج بسیار نامعقولی داشته و خطای بسیار زیادی در محاسبات و نتایج پروژه ایجاد نماید (خلیلی و همکاران، 1386).
با توجه به این‌که ایستگاههای هواشناسی و آمار و اطلاعات مربوط به آنها به عنوان مبنای مطالعات و تصمیمگیری‌های منابع آب منطقه‌ی مورد نظر به شمار می‌آیند، بنابراین قبل از به‌روزکردن لوازم و وسایل ایستگاه، تصمیم‌گیری در مورد محل استقرار ایستگاه مهم‌تر به‌نظر میرسد. چه بسیار مشاهده شده است که در مناطقی به‌دلیل تغییرات ارتفاعی کم، اطلاعات حاصل از یک ایستگاه کافی است، ولی در مناطق دیگر با وجود ایستگاههای متعدد بنا شده، به‌دلیل تغییرات شدید ارتفاعی و اقلیمی در یک شعاع وسیع و به‌دلیل عدم وجود ایستگاه و یا عدم کفایت ایستگاه موجود برای انجام پروژههای آبی و غیره باید تطبیق دادههای ایستگاههای مجاور، آن هم با درصد خطاهای بسیار بالا صورت گیرد. بنابراین اطلاع از محل دقیق ایستگاههای بارندگی، لازم و ضروری است. برآورد دقیق و نزدیک به واقعیت میزان بارش به صورت نقطه‌ای و منطقهای و طراحی یک شبکه‌ی بارانسنجی، به‌گونهای که اطمینان در اندازهگیری‌ها و هزینه‌ی ساخت کمینه گردد، نیازمند یافتن موقعیت بهینه‌ی ایستگاهها است که در این پژوهش، استفاده از روشهای زمینآماری برای دست‌یابی به این مهم مد نظر است.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
|
[چهارشنبه 1399-01-13] [ 06:27:00 ب.ظ ]
|
