تعیین ضریب شکل زیر حوزههای مورد مطالعه
شکل حوزه آبخیز از پارامترهای موثر در دبی پیک حوزه آبخیز است، به طوری که با مساوی بودن سایر شرایط فیزیکی، دبی پیک حوزههای آبخیز گرد یا نزدیک به دایره، بیشتر از حوزههای آبخیز کشیده خواهد بود. حوزه‌های آبخیز از نظر شکل ظاهری دارای شکل‌های گوناگون می‌باشند، تأثیر شکل حوزه بر رواناب سطحی و هیدروگراف سیل محرز و این موضوع را عده زیادی از هیدرولوژیستها مورد بررسی قرار داده‌اند. در این تحقیق از روش گراویلیوس استفاده شده است که از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است:
رابطه 2-17 C=(0.28×P)/√A
که در آن: C، ضریب گراویلیوس؛ P، محیط حوزه به کیلومتر؛ A، مساحت حوزه به کیلومترمربع میباشد.
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال
برای برآورد رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشتهای 2 و 10 سال ابتدا نقشه شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته را با دروه بازگشت 2 سال و 10 سال، و نقشه سرعت ثابت نفوذ خاک را تهیه کرده و در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینه Spatial Analyst با دستور Rastercalculator اختلاف آنها بدست آمد، اگر اختلاف بدست آمده منفی باشد به این معنی است که روانابی تولید نمیشود و اگر اختلاف بدست آمده مثبت باشد همان مقدار رواناب حاصل از شدت بارش مورد نظر است. سپس برای تعیین میزان رواناب حاصل از شدت بارش در هر واحد کاری در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینه Spatial Analyst و گزینه Zonal Statisticsنقشه رواناب حاصل از شدت بارش را با نقشه واحد کاری قطع داده تا میزان رواناب در هر واحد کاری تعیین شود.
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک
این پارامتر یکی از اصلیترین شاخصهای مربوط به روانابهای سطحی میباشد که در اکثر مطالعات مربوط به رواناب و فرسایش از آن استفاده میشود (فونتس56 و همکاران، 2004). مقدار رواناب در یک حوزهی آبخیز با مقدار باران و برف ماهانه و سالانه‌ای که در حوزه ریزش می‌کند ارتباط مستقیم دارد. اما عوامل دیگری از جمله وضعیت خاک حوزه و پوشش گیاهی در تعیین میزان رواناب سطحی مؤثر است. در دنیای وابستگیها کمبود آب و مواد غذایی در مناطق خشک دردناک‌ترین مسائل اجتماعی را فراهم آورده و موجب عدم توسعهی اقتصادی در اینگونه نواحی شده است. این در حالی است که سالانه حجم بسیار زیادی از جریانهای سطحی در این مناطق به دلیل عدم کنترل از دسترس خارج شده و به هدر می‌رود.
بدیهی است نخستین گام استحصال این منابع، برآورد دقیقی از پتانسیل و حجم جریان‌های سطحی سالانه می‌باشد. اما مشکل اساسی در مورد برآورد آبدهی حوزه‌های آبخیز نبود ایستگاه آب‌سنجی در خروجی حوزه می‌باشد. امروزه مدلهای کامپیوتری به انجام این امر کمک فراوان کردهاند اما در طرحهای کوچک اگر دسترسی به این مدلها وجود نداشته باشد میتوان از روشهای ساده تجربی استفاده کرد که از دیرباز در مطالعات هیدرولوژی مورد توصیه قرار گرفته است. البته کارایی و مناسبت این روشها در مناطق جغرافیایی مختلف منوط به دستیابی به اطلاعات مورد نیاز آزمونهای مربوط می‌باشد.
روشهای تجربی مبتنی بر قانون علت و معلول می‌باشند. به این ترتیب که حوزهی آبخیز مانند یک سیستم باز می‌باشد که دارای یک سری ورودی می‌باشد به نام بارش که در سیستم حوزهی آبخیز تغییر و تحولاتی روی آن صورت می‌گیرد و به صورت خروجی رواناب و رسوب ظاهر می‌گردد.
به این ترتیب می‌توان گفت روشهای تجربی شامل روابط و معادلاتی می‌باشند که با استفاده از تجزیه و تحلیل آمار و اطلاعات موجود و خصوصیات منطقه تعیین گردیده و جهت تخمین پارامترهای هیدرولوژیکی همان منطقهی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد و لذا نمی‌توان از آن‌ها در سایر نقاط بهره گرفت. ولی برخی از این روشها دامنهی کاربرد وسیع‌تری داشته و می‌توان با اعمال اصلاحات یا انتخاب ضرایب مناسب، در سایر مناطق مشابه بهکار گرفت.
تاکنون روشهای تجربی متعددی جهت برآورد رواناب سطحی ابداع گردیده است. این روش‌ها معمولاً به چهار گروه زیر تقسیم‌بندی می‌شوند.
الف) ضرایب رواناب سطحی
ب) روابط بین بارندگی و رواناب
ج) روش‌های مربوط به کمبود جریان سطحی
د) روش‌های مربوط به استفاده از مشخصات فیزیوگرافی
روشهای مبتنی بر ضرایب رواناب سطحی و رابطه بارندگی و رواناب، بیشتر جنبه محلی داشته و فقط با شرایط خاص فیزیکی و آب و هوایی همان حوزه‌ها قابل کاربرد می‌باشد. اما روشهای برآورد رواناب با استفاده از کمبود جریان سطحی و مشخصات فیزیوگرافی با در نظر گرفتن عوامل فیزیکی و اقلیمی، نتایج قابل قبول‌تری ارائه می‌دهند.
2-2-16-1- رابطه جاستین
جاستین تحقیقات گسترده‌ای بر روی رابطهی بین میزان بارندگی و رواناب سالانه تعداد زیادی از حوزه‌های آبخیز در شرایط مختلف آب و هوایی به عمل آورد و نتایج خود را به صورت فرمول زیر که تابع سه پارامتر بارندگی، درجه حرارت و شیب حوزه می‌باشد، ارائه داد.
رابطه 2-18 R=0.284S^0.155 P^2/(1.8T+32)
که در آن: R، رواناب سالانه به سانتیمتر؛P، بارندگی متوسط سالانه به سانتیمتر؛ T،دمای متوسط سالانه به سانتیگراد.
در این مطالعه جهت تعیین مشخصات رواناب در زیر حوزه‌های منطقهی مورد مطالعه از روش تجربی جاستین به دلیل ساده بودن پارامترهای آن‌ها و همچنین بالا بودن دقت نسبی آن‌ها استفاده شده است. لازم به ذکر است که برای تعیین مقادیر متوسط بارش و متوسط دما در حوزه مورد نظر از نتایج مطالعات هواشناسی حوزه استفاده شده است که بر اساس روابط زیر تعیین می‌گردند.
رابطه 2-19 T=-0.003H+15.14 , R²=0.824
رابطه 2-20 P=0.050H+275.2 , R²=0.625
در این تحقیق برای برآورد رواناب فصلی، ابتدا با روش جاستین ارتفاع رواناب سالانه در هر زیر حوزه محاسبه شد و سپس متوسط بارش فصلی محاسبه شد و سهم آن از بارش کل به درصد تعیین شد سپس با توجه به درصد بارش فصلی نسبت به بارش کل میتوان ارتفاع رواناب فصلی را با توجه به ارتفاع رواناب سالانه تعیین کرد.
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای
به منظور امکان استحصال رواناب ها و استفاده از آنها با توجه به مکانیابی عرصههای مناسب اقدام به برآورد حجم رواناب تولیدی از سطح زیرحوزهها شد که در این صورت میتوان برنامههای عملی جهت استفاده آنها را در نقاط خروجی زیرحوزهها به کار برد. برای برآورد حجم رواناب حوزه آبخیز سمبورچای و زیرحوزههای موجود ابتدا ارتفاع رواناب را برحسب متر محاسبه و سپس مساحت حوزه آبخیز و زیرحوزههای موجود بر حسب مترمربع بدست آمده و حاصلضرب آن بدست آمد که عدد بدست آمدهی حاصل از آن همان حجم رواناب خواهد بود، که در جداول زیر حجم رواناب سالانه و فصلی را برای حوزه آبخیز سمبورچای و زیر حوزههای موجود نشان میدهد.
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز
زمان تمرکز مدت زمانی است که آب لازم داردتا از دورترین نقطه حوزه آبخیز به نقطه خروجی برسد. این زمان از راههای متعددی محاسبه میگردد که پاسخهای مختلفی نیز دارند که علت آن نادیده گرفتن وضعیت مسیر جریان آب از نظر زبری بستر، پوشش گیاهی، شعاع هیدرولیکی در نقاط مختلف، بریدگیها و آبشارها و سایر عوامل میباشد. لذا بهتر است علاوه بر استفاده از رابطه نظری، همواره شرایط محیطی نیز در نظر گرفته شده و اصلاحات لازم انجام گیرد. بدین صورت که مسیر رودخانه را به طول همگن یا بازه که از نظر شرایط هیدرولیکی یکسان باشد تقسیم و در هر یک از آن‌ها، زمان پیمایش را محاسبه کرد و از مجموع آن‌ها زمان تمرکز را بهدست آورد. در حوزههای کوچک، قسمت مهمی از زمان تمرکز مربوط به دامنههایی است که آب به آرامی روی آن‌ها حرکت کرده تا اینکه به آبراهه اصلی و رودخانه برسد که در این حالت باید زمان پیمایش آن را جداگانه محاسبه و به زمان پیمایش یا زمان تمرکز آبراهه اضافه کرد (مهدوی، 1378).
زمان پیمایش57مدت زمانی است که آب، فاصله بین دو نقطه را طی میکند و هنگامی که مسیر رودخانه غیر یکنواخت باشد زمان پیمایش هر یک از قسمتها جداگانه محاسبه شده و از مجموع آن‌ها، زمان تمرکز بدست آمد.
مقدار زمان تمرکز بستگی به طول آبراهه اصلی، شیب آن و شرایط هیدرولیکی مسیر جریان، مانند ضریب زبری و شعاع هیدرولیکی دارد. رابطههای زیادی برای محاسبه زمان تمرکز ارائه شده که بیشتر آن‌ها براساس دو عامل طول آبراهه اصلی و شیب میباشند (مهدوی، 1378). در این تحقیق برای محاسبه زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای از روش برانسبی- ویلیامز58و برای محاسبه زمان تمرکز در زیرحوزهها از روش کرپیچ استفاده شده است. رابطه کرپیچ یکی از روابط ساده برای برآورد زمان تمرکزاست، که در حوزههای آبخیز کوچک کاربرد دارد که عبارتست از:
رابطه 2-21 TC=0.0195L0.77S-0.385
که در آن: TC، زمان تمرکز بر حسب دقیقه؛ L، طول آبراهه اصلی به متر؛ S، شیب متوسط آبراهه بر حسب متر بر متر میباشد.
رابطه دیگر رابطه برانسبی- ویلیامز است که به صورت زیر بیان میشود:
رابطه 2-22 T_C=L/1.5D √(5&M^2/F)
که در آن: Tc، زمان تمرکز بر حسب ساعت؛ L، طول آبراهه اصلی به کیلومتر؛ D، قطر دایرهای معادل سطح حوزه آبخیز بر حسب کیلومتر؛ F، شیب متوسط آبراهه اصلی به درصد میباشد.
برای تعیین D یا قطردایره معادل حوزه آبخیز، با معلوم بودن مساحت حوزه آبخیز به کیلومترمربع به صورت زیر عمل میشود:
= مساحت دایره = مساحت حوزه آبخیزA=πr^2رابطه 2-23
A=π〖D/4〗^2 D=√((4 A)/π)رابطه 2-24
در رابطه جاستین و برانسبی- ویلیامز برای محاسبه شیب متوسط آبراهه اصلی در حوزه آبخیز سمبورچای و زیرحوزههای موجود در آن، ابتدا پروفیل طولی آبراههی اصلی در حوزه آبخیز سمبورچای و زیر حوزههای آن از طریق دستور 3D Analystو گزینه Interpolate Line تهیه شد در نمودار بدست آمده محور عمودی یا Y، تغییرات ارتفاع در زیرحوزه (∆H) و روی محور افقی یا X، طول آبراههی اصلی (L) را به ما میدهد. که بعد از مشخص شدن حداکثر و حداقل ارتفاع، اختلاف بین آن‌ها تعیین میشود و بر طول آبراهه اصلی تقسیم میشود بدین ترتیب شیب متوسط آبراهه اصلی بدست میآید. حال اگر عدد بدست آمده را در 100 ضرب نماییم، متوسط شیب به درصد بدست میآید.
اصلی آبراهه متوسط شیب=(∆ H)/Lرابطه 2-25
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه آبخیز
نیمرخ طولی رودخانه اصلی حوزه میتواند اطلاعات مفیدی در مورد سرعت حرکت آب، قدرت فرسایش رودخانه و زمان تمرکز حوزه بدست دهد. پروفیل رودخانهها معمولا از سه قسمت مجزا تشکیل شده است:
الف- قسمت سراب: که شیب آن تند و سرعت آب در این قسمت زیاد میباشد. بستر رودخانه در این قسمتها مرتب در حال فرسایش است (رودخانه جوان).
ب- قسمت

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   پایان نامه رایگان دربارهطلاق

0 thoughts on “تحقیق رایگان درباره دوره بازگشت، درجه حرارت

دیدگاهتان را بنویسید