1.2 مقدمه

ابعاد پروژه ها در مورد سازه های هیدرولیکی یا پروژه های کار آب به معنای شناخت سیل طراحی، یعنی هیدروگراف سیل مرتبط با یک دوره بازگشت (فرکانس) است. یک رویداد مهم بارشی که برای ارزیابی هیدروگراف سیلاب برای یک دوره بازگشت خاص استفاده می شود، "بارندگی طراحی" نامیده می شود. از آنجا که میزان بارندگی طراحی مربوط به فرکانسهای نادر است، آنها دارای مقادیر زیادی از عمق یا شدت بارندگی هستند و به همین دلیل است که باران طراحی معمولاً به عنوان "طوفان باران طراحی" یا به سادگی "طوفان طراحی" نامیده می شود.

عناصر مشخصه طوفان باران عبارتند از:

• عمق P با واحد [mm]
• مدت زمان D با واحد [min], [hours]
• شدت متوسط  [mm/min], [mm/hour]
• حداکثر شدت در فواصل زمانی مختلف Δt، به صورت :

• توزیع زمان شدت باران i (t) که معمولاً به عنوان "hyetograph شدت بارندگی" شناخته می شود.

همانطور که رویه آماری روی حداکثر مقادیر سالانه اعمال می شود (یا یکی از اصطلاحاً "سری جزئی" استفاده می کند و پس از آن به مقادیر سالانه منتقل می شود (Musy, 2000))، احتمال وجود بیش از حد ممکن است به "دوره بازگشت T" تبدیل شود ( سال ها)". این دوره بازگشت به صورت فرکانس بیش از حد یک رویداد خاص باران بیان می شود. مقادیر حیاتی رویداد باران نه تنها به شدت باران (یا عمق باران و مدت آن) بلکه به "توزیع زمان" مقدار باران (بیان شده بر اساس شدت یا عمق) اشاره دارد. اختصاص یک دوره بازگشت به دنباله ای از مقادیر گسسته شدت بارندگی در طول مدت خاص طوفان طراحی دشوار است. مشکلات مختلف بیان "گروه" یا بخشی از عناصر مشخصه از نظر احتمال عبارتند از:

• اگر شدت متوسط ​​طوفان باران با احتمال معین داده شود، توزیع زمانی متناظر آن چقدر است؟ یا،
• اگر حداکثر شدت در یک فاصله زمانی Δt مشخص از یک احتمال معین در نظر گرفته شود، شدت متوسط ​​مربوط به طوفان باران و مدت زمان آن کدام است؟ یا،
• به طور کلی: "مجموعه" های ویژگی های طوفان باران ذکر شده در بالا که یک بار در سال T رخ می دهد چیست؟

برای دستیابی به راه حل های قابل قبول، دو روش برای نزدیک شدن به این مشکل وجود دارد.

• یا از تأثیر تنوع یک یا چند مشخصه ای که طوفان باران را بر روی مدل رواناب باران تعریف می کنند غافل شویم، یا روابط قوی واقعی بین برخی از عناصر تعریف کننده (به عنوان مثال میانگین شدت-مدت) را در نظر بگیریم. هر دو رویکرد متعلق به راه اول ساده تر بوده و منجر به تدوین مجموعه ای از رویه ها به نام "شبیه سازی رویداد" می شود که در ادامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
• یا برای شبیه سازی تصادفی سری زمانی بارندگی با رعایت رفتار آماری گروه عناصر تعریف کننده. سپس، یک مدل بارش باران برای سری شبیه سازی شده باران اعمال می شود و از نظر آماری پردازش می شود. این رویکرد از نظر مفهومی صحیح تر است اما نیاز به داده های مطمئن در مورد سری طولانی مدت بارندگی دارد.

برای حوضه های کوچک، بیشترین روش برای تخمین یک چهارم حداکثر دبی سالانه که از شدت باران شروع می شود، "روش منطقی" است (Mulvaney, 1881). طبق این فرمول شدت بارندگی برای مدتی در نظر گرفته می شود که حداقل برابر با زمان غلظت حوضه باشد. این بدان معناست که برای طوفان های زمانی دقیق باید رابطه ای بین شدت - مدت - فرکانس (منحنی های IDF) برقرار شود. در صورتی که عمل مهندسی به هیدروگراف سیلاب نیاز داشته باشد (حداکثر دبی شامل آن باشد)، مشکل پیچیده تر خواهد شد، زیرا یک پروژه بارانی که توسط مجموعه ویژگی های مشخص شده در بالا تعریف شده است، باید در یک مدل هیدرولوژیکی برای بارش باران درنظر گرفته شود. تعیین بارندگی این پروژه مستلزم استفاده از منحنی IDF با وجود دو واقعیت است:

• اول، بارندگی پروژه ای که بر اساس منحنی IDF ارزیابی می شود، اغلب با میزان بارندگی مشاهده شده با همان فرکانس و مدت زمان متفاوت است.
• دوم، یک بارندگی با یک فرکانس مشخص منجر به هیدروگراف سیل با احتمال وقوع یکسان نمی شود، زیرا رطوبت اولیه خاک قبل از لحظه شروع بارندگی ممکن است از یک واقعه به واقعه دیگر متفاوت باشد. با این حال، در عمل هیدرولوژیکی (به ویژه در ایالات متحده آمریکا و کانادا) یکی از اصطلاح "hyetographs مصنوعی" استفاده می کند که از تجزیه و تحلیل بسیاری از طوفان های بارانی توزیع شده زمان گرفته شده است.

در میان روش های مختلف ارزیابی میزان بارندگی پروژه، آنهایی که از منحنی IDF ناشی می شوند و توزیع زمانی یکنواخت دارند، بیشتر مورد بررسی قرار می گیرند. سپس، بارش باران تشکیل شده و طوفان بارانی "از نوع شیکاگو" مقابله خواهد کرد. در ادامه، روشی برای استخراج توزیع زمانی یک بارش بر اساس تجزیه و تحلیل میزان بارندگی های مشاهده شده در نظر گرفته خواهد شد. سپس یک ساختار متوسط ​​از بارش مورد بحث قرار خواهد گرفت و روش استرالیایی (Cordery and Pilgrim، 1984) که کاربرد گسترده ای دارد، ارائه خواهد شد. روش ارزیابی حداکثر بارش احتمالی هم در یک نقطه و هم در یک منطقه خاص که از طوفان بارشی مشاهده شده استنباط می شود، در نظر گرفته خواهد شد. سرانجام، روش مکانی - زمانی که توسط Diaconu در سال (1988) برای ارزیابی مقادیر عمق باران در یک منطقه خاص تهیه شده است، افق دستاوردهای حوضه بارندگی پروژه را تکمیل می کند.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح