تعیین خط برف در حوضه هاي آبخيز فاقد آمار برف سنجي

برای تعیین خط برف در حوضه های آبخیزی که ایستگاه برف سنجی ندارد از عنصر دما استفاده می شود . از آنجا که رخداد پديده برف در دماي صفر و کمتر از صفر اتفاق می افتد معمولا ارتفاع متناظر دماي صفر درجه سانتیگراد براي ماه هاي مختلف سال معادل خط برف در نظر گرفته می شود.  براي اينكار اطلاعات مربوط به دمای متوسط ماهانه برای ایستگاههای مورد مطالعه جمع آوری می شود. با استفاده از داه های میانگین دمای ماهانه و سالانه، گرادیان دما در حوضه مورد مطالعه تعیین می شود.  با فرض اینکه نزولات جوی در دمای صفر درجه سانتیگراد و پایین تر بصورت برف نازل می شوند، خط همتراز دمای صفر درجه در حوضه مشخص و ارتفاع مربوطه تعیین می شود. با تعیین خط صفر درجه و ترسیم آن بر روی نقشه حوضه بوسیله سیستم GIS می توان مساحت زیر پوشش برف و آب معادل برف را نیز محاسبه کرد.

از این نظر برای هر ماه سه خط برف قابل محاسبه است.

1- ارتفاع دماي صفر درجه مربوط به متوسط حداقل ها، نشان دهنده حداقل ارتفاع خط ماندگاري برف بر روي زمین است.

 2- ارتفاع دماي صفر درجه مربوط به متوسط حداکثرها، نشان دهنده حداکثر ارتفاعی است که در صورت وجود پوشش برفی در حوضه، در بالاي آن ذوبی صورت نمی گیرد.

 3- ارتفاع منحنی دماي صفر درجه مربوط به متوسط ماهانه­ها، به عنوان متوسط خط ذوب و ریزش برف به کار می رود.

ادامه مطالب را در آدرس زير بخوانيد

http://khosromk.blogfa.com/cat-5.aspx

چگونه مناطق سيل خيز و خطر ساز را در يك حوضه آبخیزشناسايي كنيم

 

1-فرايندهاي ‌توليد رواناب‌ در حوضه آبخيز:

اصولا ‌توليد رواناب‌، ناشي‌ از بارندگي‌ هايي ‌است ‌كه يا روي ‌خاكهاي ‌با نفوذپذيري ‌كم‌ و يا خاكهاي ‌اشباع ‌ناشي‌ از بالا آمدن‌ سطح ‌ايستابي‌ صورت ‌مي‌گيرد. ساده ترين حالت روانابي است كه از سطوح غير قابل نفوذ تشكيل مي شود. در واقع در اين حالت نفوذي وجود ندارد و پس از اينكه ذخاير گودالي پر شد رواناب بوجود مي آيد . توليد رواناب از سطوح طبيعي بعلت اثر متقابل بين توپوگرافي، عمق آب زير زميني، شدت و تداوم بارش و خصوصيات نفوذ پذيري كه بوسيله خاك وپوشش گياهي تعديل مي شوند پيچيده تر است.بنابراين‌ تمام‌ سطح ‌حوضه ‌آبخيز در توليد رواناب‌ نقش‌ يكساني ‌ندارند. در اين‌ مــورد مـي‌تــوان ‌بـه‌ بــحث‌ مناطق ‌منشاء متغير رواناب‌ (Variable  Source area) اشاره‌ كرد كه‌به ‌بررسي ‌مناطقي ‌با بيشترين‌ توليد رواناب ‌مي‌پردازد. مفهوم ‌مناطق ‌منشاء )اشباع ‌شده‌(، مكانيسم ‌توليد رواناب‌ حاصل‌ از سطوح ‌مشخصي از حوضه‌هاي ‌آبخيز را توصيف‌ مي‌كند.

مناطق‌ منشاء رواناب‌ دو مكانيسم ‌را كه‌ در ابتدا عامل ‌پاسخ ‌سريع ‌جريان ‌مي‌باشد پيشنهاد كرده ‌است. يك‌ منطقه ‌منشاء)اشباع ‌شده(كه ‌مستقيماً به ‌داخل ‌يك‌ آبراهه‌ وارد مي شود و بصورت ‌جريان ‌زير سطحي ‌حاصل ‌از زمين‌هاي ‌بالادست‌ به ‌اراضي ‌پايين ‌دست‌ است كه‌ به ‌طور مفهومي ‌نتيجه ‌انتقال ‌آب‌ موجود در خاك‌ مي‌باشد وديگري مناطق ‌مرطوبي ‌كه ‌بلافاصله ‌در مجاورت ‌آبراهه ها قرار دارند وبه ‌طور سريع‌ به‌ بارش‌ پاسخ ‌مي‌دهند. در هنگام‌ بارش‌ مناطق‌ تحت‌ تأثير بارش‌ و مناطق ‌داراي‌ خاك‌هاي‌ كم‌ عمق‌، اشباع ‌شده‌ و اين ‌مناطق‌ اشباع‌ شده‌ به‌ طرف‌ بالادست ‌دامنه ‌توسعه  ‌پيدا مي‌كند)بر اساس ‌مدت ‌بارش) و بعد از پايان ‌بارش‌ دوباره ‌به ‌آرامي‌ از نظر وسعت‌ كاهش‌ مي‌يابند. به عقيده ( [1](Stephen et al,1999دو تيب اصلي توليد روان آب و بعبارتي سطوح مشاركت رواناب، ناشي از جريان روي زميني هورتوني و جريان روي زميني اشباع است.

جريان روي زميني هورتوني زماني بوجود مي آيد كه شدت بارش از نرخ نفوذ بيشتر باشد در اين حالت پس از تامين ذخاير گودالي جريان روي زميني بوجود مي آيد. معمولا جريان روي زميني هورتوني از سطوحي با خاكهاي رسي و كم عمق، سطوح عاري از پوشش گياهي ، سطوح شهري و سطوح با خاكهاي فشرده كه ظرفيت نفوذ را كاهش مي دهند(مانند جاده ها و امثال آن) توليد مي شود.

جريان روي زميني اشباع (Saturation overland flow) موقعي توليد مي شود كه جريان روي زميني، خاكهاي نزديك به كف شيب هاي دامنه ها را اشباع كند. در اين حالت پس از ريزش باران روي خاك اشباع جريان روي زميني بوجود مي آيد. تفاوت جريان روي زميني هورتوني و جريان روي زميني اشباع از اين نظر است كه در جريان روي زميني هورتوني خاك از طريق سطح بالايي بوسيله نفوذ بارش به داخل آن اشباع مي شود ، در حاليكه در جريان روي زميني ناشي از اشباع ، خاك از طريق كف بوسيله جريان زيرقشري اشباع مي شود. اين نوع جريان اغلب اوقات در پايين(كف) شيب تپه ها و كناره(سواحل) آبراهه ها توليد مي شود. هيدرولوژيست هاي جنگل به اين مناطق، اصطلاح سطوح منبع متغير(Variable  Source area) و يا سطوح جزئي رواناب ((Partial area نام نهاده اند ([2](Chow et al, 1988 . Beven& Kirkby,1993. اين سطوح در طول مدت بارش توسعه پيدا مي كند ولي معمولا از 10% سطح حوضه در طول يك رگبار(آنهم در مناطق مرطوب با پوشش گياهي خوب) تجاوز نمي كند. هر چند مقادير بيشتر و كمتر نيز گزارش شده است(Stephen,1999). بنابراين مناطق توليد رواناب در داخل حوضه آبخيز از لحاظ فيزيكي مي تواند بر اساس توپوگرافي، خاك، پوشش گياهي و فاكتور هاي مرتبط تعيين حدود شود و از اين نظر موقعيت مكاني اين مناطق (زيرحوضه ها) اهميت پيدا مي كند     [3](Barry et al,1986).

 

--------------------------------------------------------------------------------

[1] --Stephen, A.T., 1999, Hydrology for water management, A. A. Balkema/ Rotterdame/Brookfield.

 [2] - Chow,Ven te., Maidment., D, Mays, L, (1988), "Applied Hydrology" MC Graw-Hill Book Company

[3] --Barry, P. R., & P. Wigington Jr., 1986, Surface runoff from Sout eastern Oklahoma forested watersheds, Proc.Ocla.Acad.Sci, 66: 7-13.

 

 

چگونه مناطق سيل خيز و خطر ساز را در يك حوضه شناسايي كنيم

روند رو به ‌افزايش‌ سيل ‌در سالهاي ‌اخير حاكي ‌از آن‌ است‌ كه ‌اكثر مناطق ‌كشور در معرض‌ تهاجم ‌سيلابهاي ‌ادواري‌ و مخرب‌ قرار دارند و ابعاد خسارات ‌و تلفات‌ جاني ‌و مالي ‌سيل ‌افزايش ‌يافته ‌است‌. چنانچه ‌ابعاد و گستردگي ‌پيامدهاي ‌و قوع‌سيل‌)مستقيم‌وغيرمستقيم‌) از لحاظ اقتصادي‌ مورد ارزيابي‌ قرار گيرد آنگاه‌ پرداختن‌ به‌ مسائلي ‌چون‌ سيل‌ در اولويت‌ قرار مي‌گيرد.بنابراين ‌براي ‌پيشگيري ‌و مهار سيلاب ‌بايد در درجه ‌اول‌ مناطقي‌ كه ‌پتانسيل ‌بالايي‌ در توليد سيل‌ دارند تعيين‌ و سپس ‌عـــوامل‌ توليد و ايجاد سيل ‌شناسايي ‌شوند.در بروز و يا تشديد سيلاب ‌عوامل‌ متعددي‌ دخالت ‌دارند. اين‌ عوامل‌ را مي‌توان ‌در حوضه‌ آبخيز و رودخانه‌ مورد بررسي‌ قرارداد. بطور كلي‌ دو دسته‌ از عوامل‌ اقليمي ‌و حوضه‌اي ‌در ايجاد سيلاب ‌ها نقش‌ دارند.منشأ بسياري ‌از سيلابها بويژه‌ در مناطق ‌خشك‌ و نيمه ‌خشك‌ رگبارهاي ‌باشدت‌ زياد و تداوم ‌نسبتاً كوتاه ‌است‌.بنابراين ‌در بررسي ‌رگبارها بايد به‌ تداوم‌، شدت ‌و توزيع ‌زماني ‌و مكاني ‌آنها در بروز سيل ‌توجه ‌شود. از مهمترين ‌عوامل ‌حوضه‌اي‌ مي‌توان ‌به ‌كاربري ‌اراضي‌، وضعيت ‌زمين‌شناسي‌، پوشش‌گياهي‌، مساحت‌، شيب‌ و شبكه ‌زهكشي‌ اشاره‌ نمود. در مديريت ‌سيل ‌برخي ‌از اين‌ عوامل‌ قابل ‌كنترل ‌هستند كه ‌در طرحهاي‌ كنترل‌ سيل‌ بيشتر بايد آنها را مد نظر قرار داد.
با توجه‌ به ‌اينكه ‌براي ‌جلوگيري ‌از بروز اينگونه ‌پديده‌هاي ‌زيانبار در حال‌ حاضر نمي‌توان ‌در عوامل‌ و عناصر جوي‌ تغييري ‌ايجاد نمود.بنابراين‌ هرگونه ‌راه ‌حل‌ اصولي ‌و چاره ‌ساز را بايد در روي‌ زمين‌ و اختصاصاً در حوضه‌هاي ‌آبخيز جستجو كرد.در اين‌ ارتباط اولين‌ اقدامي ‌كه‌ براي ‌كاهش ‌خطر سيل‌ مطرح ‌مي‌شود مهار سيل ‌در سر منشاء آن ‌يعني‌ زيرحوضه‌هاي ‌آبخيز است‌.مسلماً براي‌ انجام‌ اينكار نياز به ‌شناسايي ‌مناطق‌ سيل ‌خيز در داخل‌ حوضه‌ مي‌باشد، زيرا به ‌دليل ‌وسعت ‌زياد و گستردگي ‌حوضه‌هاي ‌آبخيز انجام‌ عمليات ‌اجرايي ‌و اصلاحي ‌در سراسر حوضه‌ امكان ‌پذير نبوده ‌و حتي‌ در صورت‌ عدم‌ بررسي‌ دقيق‌ مي‌تواند امكان‌ تشديد دبي‌ اوج ‌را با تغيير همزماني‌ دبي‌ هاي ‌اوج ‌زير حوضه‌ها سبب‌ گردد. لذا بايد بطريقي ‌مناطقي ‌كه ‌پتانسيل ‌بالايي‌ در توليد سيل‌ دارند شناسايي ‌شوند، تا امكان ‌عمليات ‌اجرايي‌ و اصلاحي ‌در سطوح ‌كوچكتر و خطر ساز فراهم ‌شود.براي ‌اين‌ منظور از مدلهاي ‌رايانه‌اي ‌متنوعي‌ كه‌ براي ‌شبيه ‌سازي ‌حوضه‌هاي ‌آبخيز ارائه ‌شده ‌است‌ مي توان استفاده ‌نمود. اين ‌مدلها بطور گسترده اي براي‌ پيش‌بيني ‌سيلاب ‌بكار گرفته ‌شده ‌است‌. در اينگونه ‌مطالعات ‌معمولاً از مدلهاي‌ يك‌ پارچه‌(Lumped) استفاده ‌شده‌ و حوضه‌ آبخيز با هر وسعتي ‌بعنوان ‌يك‌ واحد تلقي‌ شده ‌است‌.اما از آنجا كه‌ حوضه‌هاي ‌آبخيز از وسعت ‌قابل ‌ملاحظه‌اي ‌برخوردارند، اينكه‌ كدام ‌قسمت‌ حوضه‌ پتانسيل‌ بيشتري‌ در توليد سيل‌ دارند، مشخص‌ نمي‌شود. به ‌اين ‌ترتيب‌ عمليات‌ اجرايي ‌و اصلاحي‌ براي ‌پيشگيري ‌و مهار سيلاب ‌در داخل‌ حوضه‌ آبخيز با مشكل‌ مواجه ‌مي‌شود و چه ‌بسا در پاره‌اي ‌از موارد اقدامات ‌انجام‌ شده‌  ‌تأثيري‌ در تخفيف‌ سيل ‌نداشته ‌است‌ زيرا كانونهاي ‌توليد سيل ‌و خطرزا در داخل ‌حوضه‌ مشخص‌ و معرفي ‌نشده‌ است‌.
‌روشي كه متعاقبا ارائه خواهد شد روش جديدي است كه ‌با استفاده ‌از مدلهاي ‌رياضي‌ هيدرولوژي ‌مي‌تواند ضمن ‌در نظر گرفتن ‌اثرات ‌متقابل ‌عوامل ‌موثر بر سيل‌خيزي‌، مناطق‌ خطرساز و سيل‌خيز را در داخل‌ حوضه‌ تعيين ‌نموده ‌و بعبارتي ‌شدت‌ سيل‌ خيزي‌ را در هر يك‌ از زير حوضه‌ها و يا واحدهاي ‌هيدرولوژيكي ‌اولويت‌ بندي‌ نمايد.