پهنه بندی الگوهای زمانی بارش‌های کمتر از6 ساعته ایران

محورهای موضوعی : مجله فناوری اطلاعات در طراحی مهندسی

فرهاد خام چین مقدم ¹

1 - استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد،گروه عمران، مشهد ، ایران*

تاریخ دریافت : 1395/12/17 تاریخ پذیرش : 1395/12/17 تاریخ انتشار : 1394/06/01

کلید واژه: Iran, Regression, ایران, رگرسیون, الگوی زمانی بارش, زمان اوج, نمونه گیری سیستماتیک, Temporal Pattern, Peak-Time, Sampling Method,

چکیده مقاله :

رگبار عامل اصلی تولید سیلاب، رواناب، فرسایش خاک و غیره است. مشخصه های مهم هررگبار تأثیرهای متفاوتی در سیلاب حاصل دارد. الگوی بارش تابع شدت بارش برحسب زمان است. این الگو درحالت یک اوجی با مثلث تقریب زده می‌شود. اگر طول نقطه اوج رگبار معلوم باشد، آنگاه شکل تابع شدت رگبار به صورت یک مثلث برای حوضه در اختیار است. این مقاله چهرة جدیدی از تابع شدت رگبار را در پهنه های مختلف ایران در نظر گرفته و زمان اوج رگبار را به صورت رابطه ای غیرخطی برحسب مشخصه های مهم دیگر رگبار (ارتفاع، مدت بارش و شدت اوج رگبار و...) ارائه می دهد. تعداد کل ایستگاه های اندازه گیری رگبار (باران سنج ثبات وزارت نیرو یا سینوپتیک سازمان هواشناسی) 396 است. تعداد ایستگاه های قابل قبول در بازه زمانی کمتر از شش ساعت 130عدد است. پهنه‌ بندی بر اساس حداکثر بارش روزانه انجام و ایران به هفت‌ناحیه تقسیم شده است. نمونه ای از رگبارهای هرناحیه با مدت دوام‌های مختلف با روش نمونه گیری سیستماتیک انتخاب شده است. رگبارهائی با مدت دوام کمتر از شش ساعت رفتار مناسبی را در تمام نواحی هفت گانه دارند و 6/43% آنها یک اوجی هستند. درصد کل رگبارها یک اوجی حدود 6/34% از رگبارهای کل کشور (بازه های زمانی 10 دقیقه تا 48 ساعت)را شامل است. رگبارهای کمتر از شش ساعت و تک اوجی تحلیل شده اند. رابطه بین زمان اوج با سایر مشخصات رگبار و با استفاده از تحلیل رگرسیون یک و چند متغیره خطی و غیرخطی برای نواحی هفت گانه ایران انجام و رابطه مناسب برای هر ناحیه پس از آسیب شناسی الگو به دست آمد. مناسب ترین الگوها غیرخطی (تمام لگاریتمی)است. این الگوها برای ناحیه های اول تا پنجم سه متغیره تمام لگاریتمی شامل مشخصه های مدت دوام ( ) و نسبت ارتفاع بارش (P) به شدت اوج( )است. بهترین الگو برای دو ناحیه ششم و هفتم دو متغیره تمام لگاریتمی بر حسب مدت دوام به دست آمد. مقایسه الگوهای فوق با کارهای سایر پژوهشگران نشان از برتری این الگوها دارد.

چکیده انگلیسی:

Storms, as the main cause of producing floods, runoffs, soil erosion and the like, have important specifications which affects differently on the resulting floods. Temporal patterns are functions of rainfall intensity in time. These patterns in their one-peak states are estimated by triangle. If the length of the storm peak point is given, then the triangular shape of the storm intensity function for the basin is available. In the present study, a new profile for storm intensity function in different regions in Iran is considered and according to other important specifications such as rainfall amount, rainfall duration, and storm peak intensity, the storm peak time is measured in a nonlinear relationship. The total number of storm gauging stations throughout Iran is 396. The number of the acceptable stations in terms of the rainfall duration less than 6 hours is 130. According to maximum daily precipitation, Iran is regionalized to 7 areas. A sample of each area’s storm with different duration is selected by systematic sampling method. The results showed that the storms with duration less than 6 hours behave properly in all our regions and about 43.6% of them have one-peak. About 34.6% of the total storms in Iran have one-peak and contain 10 to 48 hours duration. In this study, the analyzed storms had one-peak and less than six hours duration. Through linear and nonlinear regression and multiple regressions, the relationship between peak-time and other storm specifications was gained for all the regions in Iran. The most fitted patterns were nonlinear (log-regression) patterns. These patterns include 3 log-regression variables, namely duration specifications (Td), the proportion of rainfall amount (P) to rainfall intensity (IP), for regions 1 to 5. The best pattern for regions 6 and 7 was gained through 2 log-regression variables according to rainfall duration. Comparison of the presented patterns in this study showed their advantageous over other patterns which had been suggested so far.

منابع و مأخذ:

منابع :  

1- ارقامین. و بزرگ نیا ا. 1380. مقدمه ای بر بررسی نمونه گیری. چاپ دانشگاه فردوسی مشهد.

2- خامچین مقدم ف.، صدقی ح.، کاوه ف. و منشوری م. 1389. پهنه­بندی حداکثر بارش روزانه ایران، نشریه علمی- پژوهشی آب و خاک، جلد24، شماره1، صفحات107- 97.

3- نیرومند، ح. 1384. تحلیل رگرسیون با مثال ، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.

 

4-Desbordes, M. 1978. Urban runoff and design storm modeling: Proc. Urban storm drainage, University Of Southam, Pentech, London.

5-Keifer, C.U. and Chu, H.H. 1975. Synthetic storm pattern for drainage design, Journal of Hydrology   Div., ASCE, 83.

6-Kelley, K. and Maxwell, S.E. 2003. Sample Size for Multiple Regression: Obtaining RegressionCoefficients That Are Accurate, Not Simply Significant, Psychological Methods, Vol.8, No.3, 305-321.

7-Pillgrim, D.H. and Cordery, I. 1975. Rainfall temporal patterns for design floods, ASCE, J. Hydrology. Div., 101, 81-95.

8-Preul, H.C. and Papadakis, C.N. 1973. Development of design storm hyetographs for Cincinnati, Ohio, Water Resources Bulletin, 9, 291-300.

9-Sifalda, V. 1973. Entwichlung eines Berechnungsregens fur die Bemessung von Kanalnetzen. GWF- Wasser, 114, 435-440.

10- Simon J. Sheather, 2009, A Modern Approach to Regression With R, Springer.

11- Ven Te Chow et. all 1988. Applied Hydrology, McGRAW-Hill.

12-Yen, B.C. and Chow, V.T. 1980. Design hyetographs for small drainage structures, Journal of the Hydraulics Division, 106, 1055-1076.