پرویز پنجه کوبی

چکیده در رابطه های تجربی برای محاسبه زمان تمرکز، شدت بارش حوضه یکنواخت فرض شده است. تغییرات در شدت، مدت و توزیع فضایی از ویژگی های ذاتی بارش های همرفتی شمرده می شود. در این پژوهش، با استفاده از تصاویر و داده های رادار هواشناسی، شدت و مقدار و پراکنش بارش، با تفکیک مکانی پانصد متر شعاعی و تفکیک زمانی پانزده دقیقه، محاسبه شد. سیل هشتم خرداد 1393 در سه حوضه سرمو، زرین گل و رامیان بررسی شد. ابتدا محدوده هریک از حوضه ها در محیط GIS به دست آمد و به صورت برنامه اجرایی برای نرم افزار رادار تعریف شد و سپس، به کمک تصاویر و داده های رادار هواشناسی، شدت و نحوه پراکنش بارش در حوضه های انتخابی واکاوی شد. نتایج نشان داد شدت، مدت و پراکنش بارش تعیین کننده مقدار رواناب حوضه بود. زمان سیل با زمان تمرکز و بیشینه رواناب حوضه اختلاف داشت. واکاوی تصاویر رادار نشان داد که بیشینه رواناب، علاوه بر مجموع بارش حوضه، به پراکنش بارش نیز مرتبط بود. اگر مجموع و پراکنش بارش هم سو بودند، شدت سیلاب افزایش و اگر شدت و مجموع بارش ناهم سو بودند، شدت سیلاب کاهش داشت. در پیش بینی زمان سیلاب و رواناب بیشینه، استفاده از داده های رادار دقتی بیشتر از روش های تجربی داشت.

ضریب رواناب از متغیرهای بسیار اثرگذار بر تشکیل و شدت سیل است. در این پژوهش به کمک مجموع بارش برآورد شده با رادار هواشناسی خزر شرقی، هشت مورد از سیل های حوضه ی آبریز باغو در فاصله ی سال های 1391 تا 1395 واکاوی شد. ضریب رواناب با استفاده از ارتفاع بارش برآوردی رادار هواشناسی و ارتفاع رواناب اندازه گیری شده بدست آمد. تأثیر حجم و شدت بارش بر ضریب رواناب این سیل ها متفاوت بود. هرچه شدت بارش بیش تر بود، ارتفاع رواناب بیش تر و هیدرگراف سیل کشیده و نوک تیز بود. این مورد در نمودار ساعتی بارش برآوردی در فصل گرم سال کاملاً مشهود بود. تداوم بارش نیز باعث شد که به تناسب مقدار بارش، ضریب رواناب بزرگ تر و ارتفاع رواناب زیاد شد. در سیل های فصل سرد سال به دلیل فاصله ی زمانی کم بین بارش ها و افزایش رطوبت خاک حوضه، با توجه به مجموع و شدت بارش برآوردی رادار، ضریب رواناب بزرگ بود. توزیع بارندگی و فاصله بین بارش ها نیز تأثیر مثبتی در ضریب رواناب داشت و حجم رواناب، بیش از حد انتظار بود. نتایج این پژوهش نشان داد که برای تعیین دقیق ضریب رواناب باید تمام عوامل تأثیر گذار مانند شدت بارش، حجم بارش، مدت زمان بارش، وضعیت رطوبتی خاک قبل از بارش، پراکنش زمانی و مکانی بارش در یک سامانه ی بارشی، و فصل رخداد بارش، را در رواناب در نظر گرفت. برای تعیین ضریب رواناب حوضه بجای یک مقدار مشخص برای ضریب رواناب، بهتر است یک دامنه برای آن در نظر گرفت.

پیش بینی بیشینه رواناب حوضه به اطلاعات درست از حجم، شدت و پراکنش بارش نیاز دارد. در رابطه استدلالی  برای پیش بینی رواناب حوضه، شدت بارش ثابت فرض شده است و مقدار بارش نیز در بخش های مختلف حوضه از روش های درون یابی به دست می آید؛ زیرا بارش، یک فراسنج بسیار متغیر و احتمال خطا در برآورد آن زیاد است. این روش استدلالی به روش مدت - مساحت مشهور است. در این پژوهش به کمک داده های پوششی رادار، حجم و شدت بارش بر فراز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه (روش شدت – مدت - مساحت) به دست آمد. منحنی های همزمان تمرکز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه در نرم افزار G.I.S تهیه شد. سپس مختصات محیط و مساحت منحنی ها برای رادار تعریف، برنامه اجرایی آن در محیط نرم افزار رادار نوشته و حجم و شدت بارش در گام زمانی لازم برآورد شد. در ادامه به دلیل استفاده از داده های حجم بارش در گام زمانی انتخابی، رابطه استدلالی تغییر یافت و بیشینه رواناب شبیه سازی و با بیشینه دبی مشاهداتی مقایسه شد. هنگام بارش های شدید و پرحجم یا مرطوب بودن خاک حوضه به دلیل بارش های پیشین، بیشینه دبی زیاد بود. در بارش های کم شدت و کم حجم شرایط متفاوت بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا کم بود و سپس افزایش داشت، مقدار رواناب بیش از حد انتظار بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا زیاد بود و سپس کاهش داشت، مقدار رواناب کمتر بود. تأثیر پراکنش زمانی و مکانی بارش نیز بر مقدار دبی بیشینه نشان داده شد. تأخیر زمانی بین بیشینه دبی مشاهداتی و بیشینه رواناب شبیه سازی در بارش های شدید و پرحجم، کوتاه و در بارش های معمولی و کم حجم، طولانی بود. نتایج نشان داد استفاده از ضریب رواناب ثابت در رابطه استدلالی، مقدار بیشینه رواناب را دقیق برآورد نمی کند. با توجه به ویژگی بارش (شدت، مقدار، مدت، پراکنش زمانی و مکانی) و همچنین ویژگی رطوبتی خاک حوضه باید از ضرایب مختلف بهره برد.