6.3 میزان بارندگی در حوضه های که هیدروگرافی ثبت شده است

میزان بارندگی ثبت شده در حوضه هیدروگرافی نشان دهنده مقادیری است که با در نظر گرفتن فرضیه های مربوط به توزیع فضایی توزیع ناهموار بارش ها بدست آمده است. میزان بارندگی در واحد زمانی حداکثر در مرکز باران است و به روشی غیرخطی به سمت حومه منطقه کاهش می یابد.

برای محاسبه میانگین بارندگی برای یک حوضه از روش های زیر استفاده می شود:

• میانگین حسابی؛
• روش چند ضلعی های تیسن؛
• روش isohyets؛
• روش شبکه مربع.

وقتی منطقه از نظر ساختاری و آب و هوایی همگن باشد و دقت مورد نیاز آن اندک باشد، می توان میانگین بارندگی حوضه را به عنوان میانگین حسابی h_i مقادیر ثبت شده در ایستگاه ها بدست آورد.

1.6.3 روش چند ضلعی های تیسن

روش چند ضلعی های Thiessen شامل انتساب یک منطقه نفوذ به هر ایستگاه است که در آن میزان بارندگی معادل ایستگاه در نظر گرفته می شود. مناطق نفوذ توسط چند ضلعی های محدب نشان داده می شوند. این چند ضلعی ها با استفاده از واسطه های بخشهایی که هر ایستگاه را به نزدیکترین ایستگاه های همسایه متصل می کنند بدست می آیند (شکل 9.3). نسبت را می توان به صورت زیر نوشت:

W_i=F_i/F

جایی که:

•  Fi نشان دهنده منطقه Thiessen است که به طور جزئی یا کامل در حوضه در نظر گرفته شده است.
•  F مساحت حوضه است

حجم آب منسوب به هر منطقه:

V_i=F_i h_i

جایی که h_i نشان دهنده میزان بارندگی ثبت شده در ایستگاه i است.

مقدار متوسط ​​بارندگی نسبت بین حجم کل باران (به عنوان مجموع حجم های جزئی) در سطح حوضه است:

وزن Wi مستقیماً با مساحت چند ضلعی Thiessen متناسب است.

شکل 11.3 روش چند ضلعی های Thiessen.

اگر سطح Fi برابر باشد و تعداد ایستگاه ها n باشد، و  پس نسبت F_i/F, که نشان دهنده وزن Wi است، برابر با n/1 است. هنگامی که سطح چند ضلعی های تیسن برابر است، این روش در محاسبه میانگین محاسبه برای حوضه مربوطه انجام می شود.

روش چند ضلعی های تیسن میزان بارندگی در ایستگاه هایی را که در حوضه در نظر گرفته نشده اند در نظر می گیرد. رابطه توصیف متوسط ​​بارندگی را می توان به شرح زیر نوشت:

جایی که:

• i به ایستگاه های حوضه در نظر گرفته شده اشاره می کند،
•  j به ایستگاههای خارج از حوضه در نظر گرفته شده اشاره دارد.

2.6.3 روش isohyets

روش ایزوهیت ها شامل یک درون یابی خطی بین مقادیر وقت شناسی بارندگی است که در ایستگاه ها ثبت شده است. ایزوهیت ها خطوطی هستند که از میزان بارندگی برابر برخوردار هستند. با توجه به اینکه ناحیه بین ایزوهیتس h_i و h_i+1 معادل f_i است، حجم جزئی V_i بارندگی بر روی این سطح برابر است.

نسبت بین حجم های جزئی و سطح حوضه F نشان دهنده میانگین بارندگی است:

در واقع باید با در نظر گرفتن خصوصیات حوضه، محاسبات به صورت غیرخطی انجام شود، یعنی: موقعیت جغرافیایی، نوع پوشش گیاهی، ارتفاع، توپوگرافی، و غیره. از نظر آب و هوایی و فیزیکی. استفاده از این روش برای فواصل زمانی کوتاه دشوار است.

3.6.3 روش شبکه مربع

از روش شبکه مربع برای محاسبه سریع میانگین بارندگی برای فواصل زمانی ساعتی استفاده می شود. این روش غیر خطی بودن توزیع بارش در منطقه حوضه را در نظر می گیرد. حوضه در شبکه ای از عناصر مربع با اندازه گام ثابت تقسیم شده است. میزان بارندگی در هر گره با استفاده از درون یابی، به عنوان تابعی از مقادیر اندازه گیری شده در ایستگاه های مجاور، محاسبه می شود.

شکل 10.3 روش شبکه مربع

ابتدا نزدیکترین ایستگاه های گره در نظر گرفته شده در چهار ربع را در نظر می گیریم (شکل 10.3). دو ایستگاه در یک ربع وجود ندارد. میزان بارندگی در گره i:

جایی که:

• h_j بارندگی ثبت شده در گره های 1، 2، 3، 4 را نشان می دهدو
• h_i مقادیر محاسبه شده هستند.
• d_ij فاصله بین گره های i و j 

نسبت زیر وزنی را نشان می دهد که نشان دهنده تأثیر ایستگاه های j در برابر ایستگاه های i است:

با این علامت h_i:

مقادیر h_i برای هر بازه زمانی Δt محاسبه می شوند. میانگین بارندگی بیش از حوضه برای فاصله فعلی به عنوان میانگین حساب مقادیر پیاده روی محاسبه می شود. محاسبه برای هر گره:

جایی که:

•  N تعداد گره های حوضه است.
•  k شاخص مرحله زمانی.

4.6.3 منحنی های I-D-F

محاسبه حداکثر بارندگی برای طراحی کارهای تخلیه آب باران در شهرها، یا محل اصلاح جریان طوفان، یا ساخت و سازها و تاسیسات هیدروتکنیکی لازم است. برای این منظور می توان از خطوط شدت-مدت-فرکانس استفاده کرد (شکل 11.3). شدت بارندگی محاسبه شده تابعی از فرکانس استاندارد شده و مدت زمان بارش محاسبه شده است.

شکل 11.3 منحنی های شدت-مدت-فرکانس (Musy، 2001)

فرکانس استاندارد شده تعداد سالانه باران های طول مدت t است که شدت آن بیش از شدت محاسبه شده است. فرکانس محاسبه شده به عنوان تابعی از اهمیت کلاس هدف تجزیه و تحلیل شده محاسبه می شود. بنابراین برای مراکز دارای جمعیت و واحدهای صنعتی مقادیر زیر فرکانسهای استاندارد را داریم (جدول 1.3).

جدول 2.3 فرکانس های استاندارد شده

Class of the importance of the objective	Industrial units and production units of a different nature	Populated centres
I	1/5	1/2...1/1
II	1/3...1/2	1/1...2/1
III	1/2...1/1	2/1
IV	1/1...2/1	-
V	2/1

در بیان فرکانس، شمارنده تعداد باران و مخرج تعداد سال را نشان می دهد. مقادیر موجود در جدول فرکانس ها را نشان می دهند نه احتمالات را.

دسترسی به عناوین دیگر محتوای مرتبط با این بخش

منابع

Musy, A. 1998. Hydrologie appliquée, Cours polycopié d'hydrologie générale, Lausanne, Suisse.

Musy, A. 2001. e-drologie. Ecole Polytechnique Fédérale, Lausanne, Suisse.

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