بررسی و تعیین پارامترهای تلفات بارش و بارش مازاد در حوضه های معرف نه استان کشور

بارش به عنوان ورودی اصلی حوزه های آبخیز به مولفه های رواناب (بارش مازاد) و تلفات تقسیم می شود. تلفات بارش که شامل مولفه های نفوذ، تبخیر، چالاب و برگاب می گردد تابع شرایط فیزیکی و هیدرولوژیکی حوضه و نیز شدت و مقدار بارش تغییر میصکند. تلفات بارش و نیز بارش مازاد از جمله مولفه های بارش می باشند که در برنامه ریزی های منابع آب و نیز مدیریت حوضه حایز اهمیت بوده و اطلاعاتی از آنها در دست نیست. با توجه به این اهمیت، در این تحقیق تغییرات دو مولفه اصلی بارش شامل تلفات و بارش مازاد در حوضه هایی معرف در 9 استان کشور در شرایط متفاوت فیزیکی، هیدرولوژیکی و اقلیمی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی های لازم 9 منطقه در استانهای مورد نظر برای طرح انتخاب گردید که شامل سنگانه کلات در استان خراسان رضوی، دلی بجک در استان کهگیلویه و بویراحمد، طالقان در استان تهران، گنبد در استان همدان، سیاه رود در استان گیلان، حاشیه جنوبی دریاچه سد زاینده رود در استان اصفهان، سرشاخه جاشلوبار در استان سمنان، صمصامی در استان چهار محال و بختیاری، خامسان در استان کردستان می باشند. در این مناطق بر اساس روش تحقیق طرح تجهیز ایستگاه های هواشناسی و هیدرومتری و اندازه گیری های صحرایی در 9 حوضه شروع و اقدات متعددی برای جمع اوری آمار و اطلاعات لازم انجام گردید. در این تحقیق بررسی تلفات بارش و ضریب جریان بر اساس داده های اندازه گیری شده نفوذ نقطه ای با حلقه مضاعف، مولفه های رواناب و تلفات بارش با ایجاد بارش مصنوعی در مقیاس پلات و نیز مولفه های رواناب و تلفات بارش در بارش های واقعی در مقیاس حوضه و واحدهای هیدرولوژیک انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که در حوضه های غیر کارستی مثل سنگانه و گنبد درفصل زمستان از بارش تا ‮‭2.20‬ میلیمتر با شرایط رطوبتی پیشین مرطوب، رواناب حاصل نشده است، در صورتی که در همین فصل بارش های چند میلی متری (کمتر از ‮‭10‬ میلی متر) دارای رواناب بوده و حداقل در بخشی از حوضه رواناب ایجاد نموده اند. با این وصف اولا یک مقدار مشخص بارش به عنوان بارش آستانه رواناب نمی توان اعلام نمود و در ثانی به نظر میصرسد که شدت بارش مهمترین عامل کنترل مولفهصهای تلفات بارش و از جمله نفوذ میصباشد. هم چنین، نتایج بررسی مولفه های بارش در این حوضه ها نشان داد که علاوه بر سه عامل شدت، میزان کل بارش و شرایط پیشین وقایع بارش، عوامل دیگری بر شکل گیری رواناب و بارش آستانه آن موثر می باشند. شاید برخی از این عوامل شرایط فصلی، جهت شیب و در نتیجه پوشش گیاهی فصلی باشد. در حوضه های کارستی مثل دلی بجک آستانه تولید رواناب در وقایع بارش خیلی بیشتر از حوضه های غیر کارستی می باشد، بطوری در بیشتر بارش های بالای ‮‭100‬ میلی متر رواناب مشاهده نشده است. هم چنین، در حوضه دلی بجک مقدار متوسط بارش آستانه تولید رواناب بر اساس رابطه همبستگی رواناب با بارش ‮‭109‬ میلیمتر بدست آمده است. بر اساس نتایج اندازه گیری صحرایی نفوذ و برازش مدل های نفوذ بر داده های آزمایش حلقه مضاعف، در حوضه سنگانه به ترتیب مدل های کاستیاکوف، در حوضه دلی بجک مدلص لوییس-کاستیاکوف، در حوضه گنبد مدل کاستیاکف، در حوضه صمصامی دو مدل گرین_آمپ و کاستیاکوف و در حوضه سد زاینده رود اصفهان لوییس-کاستیاکوف و گرین آمپ مناسب ترین مدل برآورد نفوذ نقطه ای می باشند. در همه این حوضه ها مدل هورتون ضعیف ترین برازش را داشته است. نتایج این تحقیق نشان داد که ضریب جریان در حوضه های کارستی پایین بوده، بطوریکه در طول 3 سال آبی در 5 واقعه مهم بارش که مقدار بارش واقعه در دامنه ‮‭95‬ تا ‮‭247‬ میلیمتر بوده است، ضریب جریان بین ‮‭45.0‬ تا ‮‭5.8‬ درصد بدست آمده است. ضریب جریان بارش های مصنوعی نیز موید این موضوع می باشد و از ‮‭25‬ آزمایش تولید باران مصنوعی در ‮‭22‬ مورد کمتر از ‮‭10‬ درصد برآورد شده است و نیز در بارشی با شدت ‮‭5.303‬ میلیمتر و به میزان ‮‭43‬ میلیمتر رواناب تولید نشده است. هم چنین در حوضه های غیر کارستی سنگانه و گنبد ضریب جریان به ترتیب بین 9 تا ‮‭45‬ و ‮‭9.4‬ تا ‮‭8.18‬ درصد در تغییر بوده است، که به مراتب بیشتر از ضریب جریان در حوضه های کارستی می باشد. نتایج بررسی تغییرات و عوامل کنترل کننده شماره منحنی‭(CN) ‬با استفاده از داده های بارش رواناب و روش ‭SCS ‬نشان داد که مقادیر شماره منحنی علاوه بر پارامترهای روش ‭SCS ‬تابع شدت بارش، شرایط فصلی و احتمالا دمای محیط تغییرات چشمگیر داشته، بنا بر این محاسبه با روش ‭SCS ‬دارای خطای زیاد بوده و بعلاوه به عنوان یک پارامتر ثابت برای حوضه نمیتواند منظور شود. این نتایج نشان داد که مقدار شماره منحنی محاسبه شده از رابطه ‭SCS ‬بر اساس نسبت تلفات اولیه به ظرفیت نگهداشت معادل ‮‭2.0‬ در حوضه های غیر کارستی (سنگانه و گنبد) مقادیر متغیر و نیز بالایی را نشان می دهند که با توجه به پایین بودن ضریب رواناب و نیز بارش های مشاهده ای فاقد رواناب، این مقادیر بیش از حد برآورد شده اند. بنا بر این، روش ‭SCS ‬در محاسبه تلفات بارش و یا رواناب در شرایط اقلیمی و هیدرولوژیکی چنین حوضه هایی دقت و کارایی لازم را نخواهد داشت. هم چنین این نتایج نشان داد که شماره منحنی محاسبه شده از رابطه ‭SCS ‬بر اساس نسبت تلفات اولیه به ظرفیت نگهداشت معادل ‮‭2.0‬ و نیز روش ‭SCS ‬بر اساس شرایط هیدرولوژیکی خاک و ویژگی های حوضه تا ‮‭30‬ درصد اختلاف نشان می دهند. بالاخره بین مقادیر شماره منحنی حاصل از داده های باران مصنوعی (مقیاس پلات) و داده های وقایع بارش-رواناب حوضه (مقیاس حوضه) تفاوت قابل توجهی وجود دارد. در پایان با توجه به عدم امکان اندازه گیری بارش و رواناب در محدوده اراضی کشاورزی (زراعی و باغی) و نیز محدوده حوضه های شهری پیشنهاد می شود این طرح برای چنین محدوده و یا حوضه هایی نیز اجرا و نتایج با این کار مقایسه شود. هم چنین، پیشنهاد می شود این کار در حوضه های متعددی با کاربری های مختلف و در تکرارهای لازم مطابق استانداردهای آماری انج