
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,643,568 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,239,257 |
بررسی و تعیین عوامل مؤثر بر شکل منحنی تداوم جریان در اقلیمهای مختلف ایران | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 4، دوره 25، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 1397، صفحه 85-105 اصل مقاله (1.05 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.12764.2747 | ||
نویسندگان | ||
رحیم کاظمی* 1؛ جهانگیر پرهمت2؛ فرود شریفی3 | ||
1عضو هیئت علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیز داری | ||
2عضو هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیز داری | ||
3دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری سازمان تحقیقات کشاورزی-وزارت جهارد کشاورزی | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف : بهبود و توسعه پیش بینیها در حوضههای فاقد آمار نیازمند فهم و درک برهمکنش بین مولفههای حوضه و پاسخ هیدرولوژیک در اقالیم مختلف است. منحنی تداومجریان، یکی از مناسبترین روشهای نمایش پاسخ هیدرولوژیک حوضه است و کاربردهای مختلفی در گرایشهای مختلف هیدرولوژی و علوم وابسته دارد. شکل منحنی نیز انعکاسی از تاثیر پارامترهای آب و هوایی، زمینشناسی و فیزیوگرافی بر جریان رودخانه و پاسخ هیدرولوژیکی حوزه است. در یک دهه گذشته، مطالعات متعددی درخصوص تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولوژیکی حوضه بر شکل منحنی تداوم جریان، انجام شده است. عمده این مطالعات بهصورت تجربی است و در دو دسته گرافیکی و آماری قرار دارد که روشگرافیکی، برروی تاثیر مشخصههای فیزیوگرافیک و آب و هوائی بر شکل منحنی تداوم-جریان تمرکز دارند. در صورتیکه روشهای آماری بر روی توزیعهای آماری، برای برازش به منحنی تداومجریان و ارتباط این برازشها به مشخصههای فیزیکی حوضه متمرکز هستند. تحلیل عاملی عوامل موثر بر شکل منحنی تداوم جریان موجب دستیابی به اطلاعاتی برای مدلسازی منحنی تداوم جریان، تفسیر دقیقتر شرایط هیدرولوژیکی حوضه و استفاده درمدیریت بهینه منابعآب حوضه خواهد شد. هدف از این پژوهش، تعیین عوامل مهم تاثیرگذار هیدرو اقلیمی و مورفومتری در تغییر شکل منحنی تداومجریان و همچنین بررسی روابط مابین آنها در اقالیم مختلف کشور میباشد. مواد و روشها: در این پژوهش ابتدا با تهیه نقشه اقلیم کشور و تقاطع آن با مرز حوزههای آبخیز رتبه چهار، حوضههای واقع در هر منطقه اقلیمی تفکیک شد. سپس تعداد حداقل سی ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سالهای1355-1380در هر منطقه اقلیمی انتخاب شد. سپس10پارامتر هندسی و هیدرولوژیک موثر بر منحنی تداوم جریان شامل: ارتفاع متوسط، مساحت حوضه، ضریب گراویلیوس، شیب حوضه، طول رودخانه اصلی، بارش سالانه، شاخص جریان پایه، شماره منحنی، نفوذپذیری و تعداد روزهای بارانی برای هر حوضه محاسبه شد. منحنی تداومجریان با استفاده از دادههای روزانه جریان، ترسیم و با استفاده از برنامهنویسی در محیط MATLAB شیب حد فاصلQ33 تا Q66 بهعنوان شاخص شکل منحنی محاسبه شد. تجزیه عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیرگذار بر شکل منحنی مشخص شد. سپس روابط رگرسیونی بین شاخص شکل منحنی و عوامل انتخابی در مناطق مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل شد. یافتهها: نتایج نشان داد که پارامترهای عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه خشک مشترک است. همچنین، عامل شماره منحنی در تمامی مناطق بالاترین وزن تاثیرگذاری را دارا بوده است. در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه بسیار مرطوب، وزن تاثیرگذاری مولفههای هندسی بیشتر از مولفههای هیدرولوژیکی است. عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی مرطوب با 88 درصد، بیشترین و منطقه مدیترانهای با 72 درصد، کمترین واریانس دادهها را توضیح میدهند. توزیع نرمال خطاها، ضریب تعیین بیشتر از 90/0 و ضریب دوربین واتسن بین 5/1 تا 5/2 بیانگر اعتماد به روابط رگرسیونی برای برآورد شیب منحنی تداوم جریان در مناطق فاقد آمار در اقالیم مختلف است. نتیجهگیری: در جمعبندی کلی نتایج تحلیل عاملی در مناطق مختلف اقلیمی کشور مشخص شد که برخی از پارامترهای دستهبندی شده در قالب عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی، مشترک است. با این استثناء که در منطقه خشک پارامتر تعداد روزهای بارانی دارای وزن تاثیرگذاری کمتری است و در قالب عامل دوم قرار گرفته است. عامل شماره منحنی در تمامی این مناطق وزن تاثیرگذاری بیشتری نسبت به سایر پارامترهای موجود در عامل اول را دارد. | ||
کلیدواژهها | ||
شاخص شکل منحنی تداوم جریان؛ مناطق اقلیمی؛ پارامترهای هندسی؛ پارامترهای هیدرو لوژیکی | ||
مراجع | ||
1.Alizadeh, A. 2007. Principal of Applied Hydrology, 14nd edition, Mashhad. Emamreza University Press, 807p. (In Persian) 2.Berhanu, B., Seleshi, Y., Demisse, S.S., and Melesse, A.M. 2015. Flow Regime Classification and Hydrological Characterization: A Case Study of Ethiopian Rivers. J. Water. 7: 3149-3165. 3.Blumenfeld, S., Lu, C., Christopehersen, T., and Coates, D. 2009. Water, wetlands and forests: a review of ecological, economic and policy linkages. Secretariat of the Convention on Biological Diversity and Secretariat of the Ramsar Convention on Wetlands, Montreal and Gland. CBD Technical Series No. 47:38. 4.Booker, D.J., and Snelder, T. 2012. Comparing methods for estimating flow duration curves at ungauged sites, J. Hydrol. 434: 78-94. 5.Brath, A., Castellarin, A., Franchini, M., and Galeati, G. 2001. Estimating the index flood using indirect methods. Hydrological Sciences. 46: 3. 399-418. 6.Castellarina, A., Galeatib, G., Brandimartea, L., Montanaria, L., and Bratha, A.A. 2004. Regional flow-duration curves: reliability for ungauged basins, J. Adv. Water Resour. 27: 953-965. 7.Cheng, L., Yaeger, M., Viglione, A., Coopersmith, E., Ye, S., and Sivapalan, M. 2012. Exploring the physical controls of regional patterns of flow duration curves – Part 1: Insights from statistical analyses, J. Hydrol. Earth Syst. Sci. 16: 4435-4446. 8.Cordova, J.R., and Gonzalez, M. 1997. Sediment yield in small watersheds based on stream flow and suspended sediment discharge measurements. J. Soil Technol. 11: 57-65. 9.Costa, V., Fernandez, W., and Naghettini, M. 2014. Regional models of flow-duration curves of perennial and intermittent streams and their use for calibrating the parameters of a rainfall-runoff model. J. Hydrol. Sci. 59: 2. 262-277. 10.Dario, P., Noto, L.V., and Viola, F. 2013. Eco hydrological modeling of flow duration curve in Mediterranean river basins. J. Adv. Water Resour. 52: 314-327. 11.Eslamian, S.S., Ghasemi, M., and Soltani-Gerdefaramarzi, S. 2012. Computation and Regionalization of Low Flow Indices and Determination of Hydrological Drought Durations in Karkhe Watershed. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water and Soil Science. 16: 59. 1-14. (In Persian) 12.Eslami, A.R., and Shokohi, A. 2013. Analysis of river flow, using Hydrological and environmental index. J. Water. Engin. Manage. 5: 2. 125-133. (In Persian) 13.Hisdal, H., Tallaksen, L.M., Clausen, M.B., Peters, E., and Gus-tard, A. 2004. Hydrological drought characteristics, in: Hydrological Drougth – Processes and estimation methods for streamflow and groundwater, edited by: Tallaksen, L.M. and van Lanen, H.A.J., Developments in Water Science, Elsevier Science. 48: 139-198. 14.Iacobellis, V. 2008. Probabilistic model for the estimation of T year flow duration curves. Water Resources Research. 4: 44. 1-13. 15.Kazemi, R., and Eslami, A.R. 2013 .Investigation on the role of geological formation and hydrological parameter on base flow index, case study: Khazar region. J. Water Engin. Manage. 5: 2. 85-93. (In Persian) 16.Lane, P.N.J., Best, A.E., Hickel, K., and Zhang, L. 2005. The response of flow duration curves to afforestation. J. Hydrol. 310: 253-265. 17.Lee, S., Kim, J., and Hur, J.W. 2013. Assessment of ecological flow rate by flow duration and environmental management class in the Geum River, Korea. J. Environ. Earth Sci. 68: 4. 1107-1118. 18.Li, M., Shao, Q., Zhang, L., and Chiew, F.H.S. 2010. A new regionalization approach and its 25 application to predict flow duration curve in ungauged basins. J. Hydrol. 389: 137-145. 19.Mohamoud, Y.M. 2008. Prediction of daily flow duration curves and stream flow for ungauged catchments using regional flow duration curves. J. Hydrol. Sci. 53: 4. 706-724. 20.Muneepeerakul, R., Azaele, S., Botter, G., Rinaldo, A., and Rodriguez-Iturbe, I. 2010. Daily stream flow analysis based on a two-scaled gamma pulse model. J. Water Resour. Res. 46, W11546. 21.Reed, D.W., Jakob, D., Robinson, A.J., Faulkner, D.S., and Stewart, E.J. 1999. Regional frequency analysis: a new vocabulary. In: Hydrological extremes: understanding, predicting, mitigating, Proc IUGG 99 Symposium. Birmingham, IAHS. 255: 237-43. 22.Richards, K.S. 1982. Rivers: form and process in alluvial channels. London: Methuen Press, 358p. 23.Sawicz, K., Wagener, T., Sivapalan, M., Troch, P.A., and Carrillo, G. 2011. Catchment classification: empirical analysis of hydrologic similarity based on catchment function in the eastern USA. J. Hydrol. Earth Syst. Sci. 15: 2895-2911. 24.Shamaee - Zadeh, M., and Soltani, S. 2011. Regional analysis of low flow in North Karoon basin. J. Sci. Technol. Agric. Resour. Water and Soil Science. 18: 70. 231-242. (In Persian) 25.Sobhani, B., Sarraf, B., Azadi-Mobaraki, M., and Hoseyni, S.A. 2013. Modeling of Rain fall in the West and Southwest of the Caspian Sea using spatial interpolation methods in the GIS environment. J. Geograph. Dev. 11: 30. 23-34. (In Persian) 26.Yoshida, T., and Troch, P.A. 2016. Convolution of volcanic catchments in Japan. J. Hydrol. Earth Syst. Sci. 20: 1133-1150. 27.Ward, R.C., and Robinson, M. 1990. Principles of Hydrology, 3nd edition, McGraw-Hill Press, 365p. 28.Wagener, T., Sivapalan, M., Troch, P.A., and Woods, R. 2007. Catchment classification and hydrologic similarity, Geogr. Compass. 1: 901-931. 29.Wagener, T., Blöschl, G., Goodrich, D., Gupta, H., Sivapalan, M., Tachikawa, Y., Troch, P., and Weiler, M. 2013. A synthesis framework for runoff predictions in ungauged basins, in: chapt. 2, Runoff Predictions in Ungauged Basins, edited by: Blöschl, G., Sivapalan, M., Wagener, T., Viglione, A., and Savenije, H., Cambridge University Press, Cambridge, UK, Pp: 11-28. 30.Westerberg, I.K., Guerrero, J.L., Younger, P.M., Beven, K.J., Seibert, J., Halldin, S., Freer, J.E., and Xu, C.Y. 2011. Calibration of hydrological models using flow-duration curves. J. Hydrol. Earth Syst. Sci. 15: 2205-2227. 31.Yadav, M., Wagener, T., and Gupta, H. 2007. Regionalization of constraints on expected watershed response behavior for improved predictions in ungauged basins. J. Adv. Water Resour. 30: 1756-1774. 32.Zhang, X., Zhang, L., Zhao, J., Rustomji, P., and Hairsine, P. 2008. Responses of stream flow to changes in climate and land use/cover in the Loess Plateau, China. J. Water Resour. Res. 44: 1-12. 33.Zheng, H., Zhang, L., Liu, C., Shao, Q., and Fukushima, Y. 2007. Changes in stream flow regime in headwater catchments of the Yellow River basin since the 1950s. J. Hydrol. Proc. 21: 7. 886-893. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 672 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 477 |