مدل برآورد آستانه شروع رواناب با استفاده از شبیه‎ساز باران در کرت‎های صحرایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

2 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده

در شرایط اقلیمی خشک و نیمه­‌خشک کشور، فقر پوشش گیاهی و کوهستانی بودن حوزه‌­های آبخیز­، با تمرکز و تبدیل رواناب ­به سیلاب، سالانه خسارات جانی و مالی فراوانی به مراکز صنعتی، شهری و روستایی وارد می­‌شود. در طراحی و ایمن­‌سازی پروژه­‌های عمرانی، برآورد آستانه شروع رواناب یکی از مهم‌­ترین عوامل موثر در دقت برآورد حجم و شدت سیل محسوب شده و محاسبه دقیق آن می­‌تواند منجر به صرفه­‌جویی در هزینه اجرایی و بهینه­‌کردن ابعاد سازه­‌های فنی شود. در این پژوهش، برای بررسی عوامل مؤثر در تعیین آستانه شروع رواناب از داده­‌های باران­‌ساز و شبیه‌­سازی رایانه­‌ای استفاده شد. با استفاده از دستگاه باران‌­ساز، باران در شدت­­‌های هشت تا 40 میلی­‌متر در ساعت و مدت­‌های 15، 30، 60 و 120 دقیقه شبیه‌­سازی و آستانه شروع رواناب در هر آزمایش اندازه­‌گیری شد. با استفاده از مقادیر اندازه­‌گیری شده و به­‌کارگیری روش­‌های رگرسیونی چند متغیره خطی و غیرخطی، مدل­‌های مناسبی برای برآورد آستانه شروع رواناب بر اساس عوامل و ویژگی­‌های بارش، خاکشناسی و زمین­ به‌­دست آمد. نتایج نشان داد که عمق و شدت بارندگی به­‌عنوان عوامل اقلیمی، پوشش گیاهی و شیب به­‌عنوان عوامل زمین و نوع بافت شنی و رسی نیز به‌­عنوان عوامل خاکشناسی، متغیرهایی موثر در تعیین آستانه شروع رواناب هستند. ارتباط عوامل مستقل یاد شده و مشارکت آن­‌ها به‌­نحوی است که تخمین­گر معنی‌­دار برای آستانه شروع رواناب در منطقه می­‌باشند. نتایج این پژوهش بیانگر ارتباط معنی‌­داری بین مقادیر مشاهداتی و برآوردی آستانه شروع رواناب است، به­‌نحوی که روابط رگرسیونی بین این مقادیر ضریب تبیینی معادل 0.98 را نشان داد.

عنوان مقاله [English]

Runoff threshold estimation using rainfall simulator in field plots

نویسندگان [English]

  • Nadergholi Ebrahimi 1
  • Alireza Eslami 1
  • Fourod Sharifi 2
1 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
2 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
چکیده [English]

Climatic conditions in arid and semi-arid regions, poor vegetation cover and mountainous conditions of watersheds concentrates surface water as floodwater and cause vital and financial damages in industrial, urban and rural areas. Runoff threshold is one of most important factors in accurately estimation of flood volume and intensity for designing and securing constructive projects which saves expenses and leads to optimum dimensions of structures. In this research, rainfall simulator was used to investigate the effective factors on runoff threshold. Rainfall intensities of eight to 40 mm/h in periods of 15, 30, 60 and 120 minutes were simulated and runoff thresholds were measured. Acceptable methods for estimation of runoff threshold were introduced based on rainfall characteristics and pedology and geology parameters using measured data and multivariable linear and nonlinear regression methods. Results demonstrated that the rainfall volume and intensity as climatic factors, vegetation cover and slope as terrain factors and soil texture as pedologic factors are the most effective ones in runoff threshold. The relation of independent factors and their partnership in runoff threshold is statistically acceptable for the research area. The results showed a significant correlation (R2=0.98) between estimated and viewed runoff threshold.