بررسی و تعیین عوامل مؤثر بر شکل منحنی تداوم جریان در اقلیم‌های مختلف ایران

Abstract

سابقه و هدف : بهبود و توسعه پیش بینی‌ها در حوضه‌های فاقد آمار نیازمند فهم و درک برهم‌کنش بین مولفه‌های حوضه و پاسخ هیدرولوژیک در اقالیم مختلف است. منحنی‌ تداوم‌جریان، یکی از مناسب‌ترین روش‌های نمایش پاسخ هیدرولوژیک حوضه است و کاربرد‌های مختلفی در گرایش‌های مختلف هیدرولوژی و علوم وابسته دارد. شکل منحنی نیز انعکاسی از تاثیر پارامتر‌های آب و هوایی، زمین‌شناسی و فیزیوگرافی بر جریان رودخانه و پاسخ هیدرولوژیکی حوزه است. در یک دهه گذشته، مطالعات متعددی در‌خصوص تاثیر پارامتر‌های هندسی و هیدرولوژیکی حوضه بر شکل منحنی تداوم ‌جریان، انجام شده است. عمده این مطالعات به‌صورت تجربی است و در دو دسته گرافیکی و آماری قرار دارد که روش‌گرافیکی، برروی تاثیر مشخصه‌های فیزیوگرافیک و آب و هوائی بر شکل منحنی تداوم-جریان تمرکز دارند. در صورتی‌که روش‌های آماری بر روی توزیع‌های آماری، برای برازش به منحنی تداوم‌جریان و ارتباط این برازش‌ها به مشخصه‌های فیزیکی حوضه متمرکز هستند. تحلیل عاملی عوامل موثر بر شکل منحنی تداوم جریان موجب دست‌یابی به ‌اطلاعاتی برای مدل‌سازی منحنی تداوم جریان، تفسیر دقیق‌تر شرایط هیدرولوژیکی حوضه و استفاده درمدیریت بهینه منابع‌آب حوضه خواهد شد. هدف از این پژوهش، تعیین عوامل مهم تاثیرگذار هیدرو اقلیمی و مورفومتری در تغییر شکل منحنی تداوم‌جریان و همچنین بررسی روابط مابین آنها در اقالیم مختلف کشور می‌باشد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش ابتدا با تهیه نقشه اقلیم کشور و تقاطع آن با مرز حوزه‌های آبخیز رتبه چهار، حوضه‌های واقع در هر منطقه اقلیمی تفکیک شد. سپس تعداد حداقل سی ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال‌های1355-1380در هر منطقه اقلیمی انتخاب شد. سپس10پارامتر هندسی و هیدرولوژیک موثر بر منحنی تداوم جریان شامل: ارتفاع متوسط، مساحت حوضه، ضریب گراویلیوس، شیب حوضه، طول رودخانه اصلی، بارش سالانه، شاخص جریان پایه، شماره منحنی، نفوذ‌پذیری و تعداد روز‌های بارانی برای هر حوضه محاسبه شد. منحنی تداوم‌جریان با استفاده از داده‌های روزانه جریان، ترسیم و با استفاده از برنامه‌نویسی در محیط MATLAB شیب حد فاصلQ33 تا Q66 به‌عنوان شاخص شکل منحنی محاسبه شد. تجزیه ‌عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیر‌گذار بر شکل منحنی مشخص شد. سپس روابط رگرسیونی بین شاخص شکل منحنی و عوامل انتخابی در مناطق مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که پارامتر‌های عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه خشک مشترک است. هم‌چنین، عامل شماره منحنی در تمامی مناطق بالاترین وزن تاثیرگذاری را دارا بوده است. در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه بسیار مرطوب، وزن تاثیرگذاری مولفه‌های هندسی بیشتر از مولفه‌های هیدرولوژیکی است. عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی مرطوب با 88 درصد، بیشترین و منطقه مدیترانه‌ای با 72 درصد، کمترین واریانس داده‌ها را توضیح می‌دهند. توزیع نرمال خطاها، ضریب تعیین بیشتر از 90/0 و ضریب دوربین واتسن بین 5/1 تا 5/2 بیانگر اعتماد به روابط رگرسیونی برای برآورد شیب منحنی تداوم جریان در مناطق فاقد آمار در اقالیم مختلف است.نتیجه‌گیری: در جمع‌بندی کلی نتایج تحلیل عاملی در مناطق مختلف اقلیمی کشور مشخص شد که برخی از پارامتر‌های دسته‌بندی شده در قالب عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی، مشترک است. با این استثناء که در منطقه خشک پارامتر تعداد روزهای بارانی دارای وزن تاثیرگذاری کمتری است و در قالب عامل دوم قرار گرفته است. عامل شماره منحنی در تمامی این مناطق وزن تاثیرگذاری بیشتری نسبت به سایر پارامتر‌های موجود در عامل اول را دارد.

Keywords

• شاخص شکل منحنی تداوم جریان
• مناطق اقلیمی
• پارامتر‌های هندسی
• پارامتر‌های هیدرو لوژیکی