بررسی و تعیین عوامل موثر بر شکل منحنی تداوم جریان در اقلیم های مختلف ایران

بهبود و توسعه پیش بینی ها در حوضه های فاقد آمار نیازمند فهم و درک برهم کنش بین مولفه های حوضه و پاسخ هیدرولوژیک در اقالیم مختلف است. منحنی تداوم جریان، یکی از مناسب ترین روش های نمایش پاسخ هیدرولوژیک حوضه است و کاربرد های مختلفی در گرایش های مختلف هیدرولوژی و علوم وابسته دارد. شکل منحنی نیز انعکاسی از تاثیر پارامتر های آب و هوایی، زمین شناسی و فیزیوگرافی بر جریان رودخانه و پاسخ هیدرولوژیکی حوزه است. در یک دهه گذشته، مطالعات متعددی در خصوص تاثیر پارامتر های هندسی و هیدرولوژیکی حوضه بر شکل منحنی تداوم جریان، انجام شده است. عمده این مطالعات به صورت تجربی است و در دو دسته گرافیکی و آماری قرار دارد که روش گرافیکی، برروی تاثیر مشخصه های فیزیوگرافیک و آب و هوائی بر شکل منحنی تداوم-جریان تمرکز دارند. در صورتی که روش های آماری بر روی توزیع های آماری، برای برازش به منحنی تداوم جریان و ارتباط این برازش ها به مشخصه های فیزیکی حوضه متمرکز هستند. تحلیل عاملی عوامل موثر بر شکل منحنی تداوم جریان موجب دست یابی به اطلاعاتی برای مدل سازی منحنی تداوم جریان، تفسیر دقیق تر شرایط هیدرولوژیکی حوضه و استفاده درمدیریت بهینه منابع آب حوضه خواهد شد. هدف از این پژوهش، تعیین عوامل مهم تاثیرگذار هیدرو اقلیمی و مورفومتری در تغییر شکل منحنی تداوم جریان و همچنین بررسی روابط مابین آنها در اقالیم مختلف کشور می باشد.
در این پژوهش ابتدا با تهیه نقشه اقلیم کشور و تقاطع آن با مرز حوزه های آبخیز رتبه چهار، حوضه های واقع در هر منطقه اقلیمی تفکیک شد. سپس تعداد حداقل سی ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال های1355-1380در 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، نفوذ پذیری و تعداد روز های بارانی برای هر حوضه محاسبه شد. منحنی تداوم جریان با استفاده از داده های روزانه جریان، ترسیم و با استفاده از برنامه نویسی در محیط MATLAB شیب حد فاصلQ33 تا Q66 به عنوان شاخص شکل منحنی محاسبه شد. تجزیه عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیر گذار بر شکل منحنی مشخص شد. سپس روابط رگرسیونی بین شاخص شکل منحنی و عوامل انتخابی در مناطق مختلف اقلیمی استخراج و تحلیل شد.
نتایج نشان داد که پارامتر های عامل اول شامل: شماره منحنی، شاخص جریان پایه و تعداد روزهای بارانی در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه خشک مشترک است. هم چنین، عامل شماره منحنی در تمامی مناطق بالاترین وزن تاثیرگذاری را دارا بوده است. در تمامی مناطق اقلیمی به استثناء منطقه بسیار مرطوب، وزن تاثیرگذاری مولفه های هندسی بیشتر از مولفه های هیدرولوژیکی است. عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی مرطوب با 88 درصد، بیشترین و منطقه مدیترانه ای با 72 درصد، کمترین واریانس داده ها را توضیح می دهند. 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.
در جمع بندی کلی نتایج تحلیل عاملی در مناطق مختلف اقلیمی کشور مشخص شد که برخی از پارامتر های دسته بندی 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 پارامتر های موجود در عامل اول را دارد.