4.3 اندازه گیری میزان بارندگی

1.4.3 سیستم اندازه گیری بارندگی

میزان بارندگی و سایر اشکال بارش از نظر عمق اندازه گیری می شود و مقادیر آن بر حسب میلی متر بیان می شود. یک میلی متر بارندگی نشان دهنده مقدار آب مورد نیاز برای پوشاندن زمین با یک لایه 1 میلی متر آب است، با توجه به اینکه هیچ چیز از طریق زهکشی، تبخیر یا جذب از بین نمی رود.

2.4.3 باران سنج

باران سنج (شکل 3.3) از یک ظرف استوانه ای توخالی تشکیل شده است. باران (یا شکل دیگری از بارش) به درون ظرف می بارد و عمق آن اندازه گیری می شود. اگر فاصله زمانی بیش از حد طولانی باشد، فرایند تبخیر می تواند روی اندازه گیری ها تأثیر بگذارد. خیس شدن کناره های سنج یا لوله اندازه گیری هنگامی که مقدار بارندگی بسیار کم است، ممکن است باعث از بین رفتن برخی از بارندگی ها شود. به منظور جلوگیری از این مشکل، باران سنج دارای یک قیف متصل به یک لوله نازک تر است. مقدار کمی از بارندگی می تواند لوله نازک تر مقیاس را پر کند، خواندن را آسان تر می کند. باران سنج در صورت نداشتن دستگاه اتوماتیک به تخلیه مکرر نیاز دارد.

برای دانستن شدت بارندگی (که در محاسبه حداکثر ظرفیت جریان مهم است) اندازه گیری های ساعتی با شرایط اقلیمی خاص ایستگاه انجام می شود.

شکل 3.3 - سنج بارش، نشان دهنده قوطی سرریز

1 قطب 2-جمع کننده؛ 3-پشتیبانی - ورق فلز گالوانیزه ؛ 4 - قیف ؛ 5 - حلقه استیل

 3.4.3 باران سنج گرافیکی

ابزار دیگری که می تواند برای اندازه گیری میزان بارش استفاده شود، باران سنج گرافیکی است (شکل 4.3). این ابزار تغییرات گرافیکی میزان بارش کاهش یافته، مقدار کل افتاده را در یک بازه زمانی مشخص و شدت بارش (میلی متر بر ساعت) را ثبت می کند. این امکان اندازه گیری مداوم میزان بارش را فراهم می کند.

اصل کلی باران سنج گرافیکی:

• آب در یک قیف جمع شده و به یک مخزن هدایت می شود. سطح آب در مخزن (با ظرفیت معادل 10 l/mp) از طریق یک شناور همراه با بازوی ضبط کنترل می شود.
• بازوی ضبط بر روی نمودار است که دور یک درام ساعت محور پیچیده شده است، این سیلندر در 24 ساعت چرخش کامل را انجام می دهد.
• با پر شدن مخزن، مقدار آن بر روی نمودار ثبت می شود، مخزن از طریق دستگاه سیفون تخلیه می شود و بازوی ضبط به موقعیت اولیه می رسد و در صورت بارش باران همچنان به ضبط ادامه می دهد.

شکل 4.3 - باران سنج گرافیکی

1-گیرنده 2 - شناور 3 - سیفون؛ 4 - سوزن ضبط 5 - درام با نمودار؛ مکانیزم 6 - ساعت

4.4.3 سنج بارانی از راه دور با سبدهای کج

از دستگاه اندازه گیری دور باران (شکل 5.3) برای انتقال اندازه گیری میزان بارش از طریق سیگنال های الکتریکی یا رادیویی استفاده می شود. دستگاه سنسور از سیستمی با دو سبد کج تشکیل شده است که به جای آن از آب قیف جمع کننده پر می شود و تماس الکتریکی برقرار می شود.

تعداد شیب ها متناسب با مقدار بارندگی است h_p:

h_p=k n

مزیت این دستگاه امکان جمع آوری خودکار داده ها است.

شکل 5.3 - سنجه باران از راه دور.

1 - جمع کننده قیف، 2- سبد کج 3- سیگنال الکتریکی؛ 4- تخلیه

5.4.3 رادار هواشناسی

رادار ابزاری ضروری برای تحقیق و اندازه گیری در فیزیک جوی است. اندازه گیری میزان بارش را می توان با استفاده از تئوری انتشار موج الکترومغناطیسی موجکهای کوتاه انجام داد. توانایی تعیین توزیع هوایی و حرکات ابر به نوع رادار استفاده شده بستگی دارد. برخی از انواع رادار می توانند شدت بارش را تخمین بزنند، حتی اگر مشکلات کالیبراسیون وجود داشته باشد.

مزیت رادار، در مقایسه با شبکه های کلاسیک باران سنج، شامل ظرفیت پوشش از یک نقطه ثابت، با اطلاعات مربوط به وضعیت سیستم ابر برای سطوح بسیار بزرگ (بیش از 100000 کیلومتر مربع) است. برد رادار می تواند به 150-400 کیلومتر برسد.

برآورد پارامترهای بارش با استفاده از رادار تحت تأثیر خطاها است. یکی از چالش ها راه یافتن شدت صحیح بارش است. با وجود همه مشکلات، رادار هنوز هم روش خوبی برای اندازه گیری پارامترهای سیستم های ابری در زمان واقعی برای کل حوضه های هیدروگرافی و برای برد 100 کیلومتر است.

6.4.3 سیستم اندازه گیری بارش برف

بارش برف با ذوب شدن یک ستون واحد از برف و کاهش آن به مقدار آب اندازه گیری می شود. بنابراین می توان سوابق مربوط به بارندگی و بارش برف را مقایسه کرد. یک لایه 10 سانتی متری برف معادل یک سانتی متر بارندگی است، اما این نسبت از 30/1 برای برف سست تا 2/1 برای برف قدیمی یا برف ذوب شده متفاوت است.

لایه برف دارای تراکم های مختلفی از برف آزاد و آزاد تا برف مرطوب قدیمی است. چگالی با توزین پروب برف، با استفاده از چگالی سنج پنج گانه یا از طریق ذوب شدن در دمای اتاق اندازه گیری می شود. چگالی سنج گرانشی متشکل از یک استوانه مشابه سنج باران است که می تواند در برف گیر کند، کاوشگر با یک مقیاس با وزن اندازه گیری می شود (شکل 6.3).

شکل 6.3 چگالی برف.

1- سیلندر گیرنده با درجه بندی ؛ 2- وزن کشویی 3- میله با درجه بندی ؛ 4- سیستم بستن

برای تعیین چگالی رابطه زیر [d_z=m/v [g/cm³ استفاده می شود، dz جرم وزنی بیش از حجم پروب است که می توان آن را با درجه بندی بر روی استوانه خواند.

مساحت استوانه 50 سانتی متر مربع است و با اندازه گیری عمق می توانیم حجم [V=50 h_z [cm³ و چگالی [d_z=m/50 h_z [g/cm³ را محاسبه کنیم، جایی که متر جرم حاصل از وزن است. معادل آب موجود در برف، یعنی میزان ذخیره آب در برف را می توان با استفاده از: [ph_a=h_z d_z [l/m² or mm محاسبه کرد. معادل آب را می توان از طریق ذوب کند پروب برف در دمای اتاق و وزن مقدار آب با قوطی سنج باران بدست آورد. با استفاده از این روش چگالی:

d_z=h_a/h_z

در صورت لزوم می توان ضخامت پوسته یخ را اندازه گیری کرد.

دسترسی به عناوین دیگر محتوای مرتبط با این بخش

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح