نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
۲-۲-۲-۴- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، ۱۳۷۸).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، ۱۳۷۸).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا ۳۶۰ درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا ۱- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، ۱۳۷۹)، به طوری که:
۱= شمال، آزیموت بین صفر تا ۵/۲۲ و نیز ۵/۳۳۷ تا ۳۶۰ درجه.
۲= شمالشرق، آزیموت بین ۵/۲۲ تا ۵/۶۷ درجه.
۳= شرق، آزیموت بین ۵/۶۷ تا ۵/۱۱۲ درجه.
۴= جنوبشرق، آزیموت بین ۵/۱۱۲ تا ۵/۱۵۷ درجه.
۵= جنوب، آزیموت بین ۵/۱۵۷ تا ۵/۲۰۲ درجه.
۶= جنوبغرب، آزیموت بین ۵/۲۰۲ تا ۵/۲۴۷ درجه.
۷= غرب، آزیموت بین ۵/۲۴۷ تا ۵/۲۹۲ درجه.
۸= شمالغرب، آزیموت بین ۵/۲۹۲ تا ۵/۳۳۷ درجه.
۹ = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
۲-۲-۲-۵- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول ۲-۲ و ۲-۳ به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول ۲-۲: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند
اصلاندوز
انگوت
پارسآباد
مشکین
اردبیل
ایستگاه
´۵۳-◦۴۷
´۲۵-◦۷۴
´۴۵-◦۴۷
´۴۶-◦۴۷
´۴۱-◦۴۷
´۲۰ -◦۴۸
طول جغرافیایی
´۵۷-◦۳۸
´۲۶-◦۳۹
´۰۳-◦۳۹
´۳۹-◦۳۶
´۲۳-◦۳۸
´۱۳-◦۳۸
عرض جغرافیایی
۱۰۸۵
۱۵۳
۴۶۶
۶/۷۲
۱۵۶۱
۱۳۳۵
ارتفاع (متر)
جعفرلو
مرادلو
جعفرآباد
قوشه
قرهخان بیگلو
گرمی
ایستگاه
´۴۳-◦۴۷
´۴۵-◦۴۷
´۰۵-◦۴۸
´۵۶-◦۴۷
´۳۹-◦۴۷
´۰۵-◦۴۸
طول جغرافیایی
´۵۲-◦۳۸
´۴۵-◦۳۸
´۲۶-◦۳۹
´۴۴-◦۳۸
´۰۵-◦۳۹
´۰۳-◦۳۹
عرض جغرافیایی
۱۲۸۰
۱۳۸۰
۱۷۴
۱۲۴۶
۵۹۶
۷۵۹
ارتفاع (متر)
جدول ۲-۳: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد
مرادلو
جعفرلو
قوشه
قرهخانبیگلو
گرمی
به رزند
اصلاندوز
انگوت
مشگینشهر
پارسآباد
اردبیل
ایستگاه
۴/۲۷۷
۸/۲۷۲
۹/۳۰۴
۸/۲۵۸
۶/۲۹۶
۳/۳۵۳
۳۴۴
۱/۲۸۵
۴/۳۱۹
۶/۳۵۳
۶/۲۶۵
۶/۲۷۸
متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، ۱۳۸۴). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه ۲-۲ P=0.050H+275.2 R²=۰٫۶۲۵
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به ۵ کلاس بارش شد.
ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه ۲-۳ T=-0.003H+15.14 R²=۰٫۸۲۴
که در آن:T، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر.میباشد.
۲-۲-۳- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف
۲-۲-۳-۱- مقدار بارش
مقدار بارندگی یک متغیر تصادفی بوده و میتوان دادههای موجود را بررسی و طبق قوانین توزیع آماری هنگامی که برازش مناسب وجود داشته باشد، حداکثر یا حداقل بارندگی را با دوره بازگشت مورد نظر تعیین نمود. فرم کلی معادلات مورد استفاده معمولا به صورت زیر است:
رابطه ۲-۴ P_T=P ̅+K.S
که در آن: PT، حداکثر و یا حداقل بارندگی با دوره بازگشت معین T سال؛ P ̅، میانگین بارندگی؛ K، ضریب فراوانی۴۶ (ضریب تناوبی)؛ S، انحراف معیار دادهها میباشد.
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع پیرسون تیپ III47، مقادیر متوسط بارندگی سالانه در دورهبازگشتهای ۲ و ۱۰ سال محاسبه شد.
۲-۲-۳-۲- حداکثر بارش ۲۴ ساعته
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع گمبل نوع I48، که در تجزیه و تحلیل مقادیر حد بهکار گرفته میشود، مقادیر حداکثر بارش ۲۴ ساعته در دورهبازگشتهای ۲ و ۱۰ ساله محاسبه شد.
۲-۲-۳-۳- شدت بارندگی
به طور کلی هر چه مدت بارش کوتاه باشد، شدت آن زیاد خواهد بود و برعکس بارانهای دراز مدت از شدت کمتری برخوردار میباشند. از طرف دیگر مسلم است که هر چه دوره بازگشت یک رگبار طولانیتر باشد، شدت آن نیز بیشتر خواهد بود.با پیدا کردن حداکثر شدت بارندگی در پایههای زمانی مختلف در طول مدت آماری، میتوان دادههای مربوط به هر یک از پایههای زمانی را با یک توزیع مناسب برازش داده و سپس شدتهای مربوط به زمانهای بازگشت متفاوت را روی محور مختصات و بر حسب پایههای زمانی مختلف رسم نمود.
با بررسیهای انجام شده روی منحنیهای شدت، مدت و فراوانی، فرمولهای تجربی متعددی ارائه شده که در این تحقیق از فرمول قهرمان (۱۳۶۶- به نقل از علیزاده، ۱۳۷۹) که برای ایران ارائه شده است، استفاده شد. قهرمان روی دادههای باران نگارهای ایستگاههای ایران مطالعه و مقدار باران یک ساعته با دوره بازگشت ۱۰ ساله را به صورت زیر برای نقاط مختلف ایران قابل محاسبه دانسته است (علیزاده، ۱۳۸۰):
رابطه ۲-۵ P_10^60=e^0.8153 .X_1^1.1374.X_2^(-0.3072)
که در آن: X1، متوسط حداکثر بارش ۲۴ ساعته بر حسب میلی‌متر؛ X2، متوسط بارش سالانه منطقه بر حسب میلی‌متر میباشد.
بنابراین با داشتن مقدار میتوان مقدار P_T^t (مقدار بارش در زمان و دوره بازگشتهای مختلف) و سپس شدت باران t دقیقهای را با دوره بازگشت T سال محاسبه کرده و منحنی شدت، مدت و فراوانی را رسم کرد.
رابطه ۲-۶ P_T^t= [0.4524 + 0.247 ln (T – ۰٫۶)](۰٫۳۷۱۰ + ۰٫۶۱۸۴t0.4484)P_10^60
شدت بارندگی (I) نیز عبارتست از نسبت بارندگی (P) به زمان (T). یعنی:
رابطه ۲-۷ I=P/t
۲-۲-۳-۴- رابطه ارتفاع- شدت بارش
برای تهیه نقشه شدت بارش، همانند نقشه همدما و همبارش، ابتدا رابطه رگرسیونی بین ارتفاع از سطح دریای ایستگاههای انتخاب شده و میزان شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دروه بازگشت ۲ سال و ۱۰ سال در Exel به صورت زیر تهیه شد. بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش ، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه شدت بارش حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی شدت بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مورد نظر به ۵ کلاس شد.
رابطه ۲-۸

دسته‌ها: عمومی

0 دیدگاه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *