سرفصل های درس هیدرولوژی آب های سطحی تکمیلی

نام بسته درسی : هیدرولوژی آب های سطحی تکمیلی

————————————————————————-

فهرست:

مقدمه

بارندگي

برگاب و نفوذ

حوضه هاي آبريز و خصوصيات آنها

آب سنجي

هيدرولوژي و اقليم شناسی

رواناب سطحي

تحليل هيدروگراف

روند يابي سيل

آمار و احتمالات در هيدرولوژي            

آزمون و بازسازي داده ها

سيل طرح

هيدرولوژي آبهاي زيرزميني

کاربردهاي هيدرولوژي آب زيرزميني

آزمون خودسنجی

 بخش هایی از بسته درسی هیدرولوژی اب های سطحی تکمیلی

 مقدمه

هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش، خصوصيات و نحوه توزيع آب در طبيعت بحث مي کند. در واقع هيدرولوژي علم مطالعه آب در کره زمين است. شاخه هاي مختلف علم هيدرولوژي به قرار زير مي باشد:

هيدرومتئورولوژي:علمي است که درباره مسائل مشترک بين هواشناسي و هيدرولوژي بحث مي کند.

ليمنولوژي: علم مطالعه آبهاي داخل خشکي (درياچه ها، برکه ها و …) مي باشد.

کرايولوژي: علمي است که در آن خصوصيات مختلف آب در حالت جامد (يخ وبرف) بررسي مي شود.

ژئو هيدرولوژي: علم مطالعه آب در زير زمين ميباشد.

پوتامولوژي: يا رودخانه شناسی مسائل مربوط به جريان آب در رودخانه ها را مورد بررسي قرار مي دهد.

هيدروگرافي: علم مطالعه وضعيت و خصوصيات فيزيکي آب بخصوص در رابطه بامسائل کشتيراني مي باشد. هيدرومتري: يا آب سنجي علم اندازه گيري آب و مسائل مربوط به آن ميباشد.

اقيانوس سنجي: خصوصيات فيزيکي و شيميايي، بيولوژيکي و ديگر ويژگيهاي اقيانوسها و درياهاي آزاد را مورد بررسي قرار مي دهد.

چرخه هيدرولوژي: چرخه آب يا سيکل هيدرولوژي همان گردش آب در طبيعت است. سيلک هيدرولوژي مجموعه اي از حرکات و چرخه هاي مختلف است که در سه بخش از کره زمين يعني اتمسفر، هيدروسفر و ليتوسفر صورت مي گيرد. سيکل هيدرولوژي چرخه اي است بدون ابتدا انتها. بدين ترتيب که آب از سرخ درياها و خشکي ها به سطح زمين يا روي درياها فرو مي ريزد. عناصر مهم سیکل هيدرولوژي را بارندگي، رواناب سطحي، تبخير از سطح آب يا خاک، تعرق توسط پوشش گياهي، نفوذ و جريانهاي زير زميني تشکيل مي دهند:

بارندگي

بارندگي را مي توان مهمترين عاملي دانست که بطور مستقيم در چرخه هيدرولوژي دخالت دارد. منظور ازبارندگي کليه نزولات جوي است که به سطح زمين وارد مي شود.

 فرآيند بارش: هرگونه رطوبت متراکم شده اي است که به سطح زمين فرو مي ريزد.

شکلهاي مختلف بارش: باران مسلما آشناترين فرم ريزشهاي جوي است. بدون توجه به اندازه قطرات در ابر، وقتي قطرات آب به سطح زمين نزديک مي شوند، دو عامل بر روي اندازه هاي آنها تاثير مي گذارد:

1- ميزان تبخير در طول مدت نزول. 2- اثر اصطکاک هوا بر روي قطرات سقوط کننده.

برف: وقتي در هواي صعود کننده اي که به دماي زير نقطه انجماد رسيده است تراکم صورت مي گيرد به جاي قطرات باران، بلورهاي شش گوشه برف تشکيل مي شود.

برفاب: را مي توان قطرات منجمد شده باران دانست.

تگرگ: نتیجه وجود تلاطم و جابجايي در ابرهاست و فقط در رابطه با طوفانهاي شديد بوجود مي آيد. بارندگي ها بسته به اينکه مکانيسم سردشدن هواي مرطوب در آنها چکونه بوده استبه سه دسته تقسيم مي شوند که عبارتند از:

1- بارانهاي کوهستاني، 2- بارانهاي جبهه اي، 3- بارانهاي همرفتي

تغييرات بارندگي: به لحاظ زماني مقدار نزولات جوي دستخوش نوسانات مختلف است. اين نوسانات را مي توان در 3 گروه تقسيم بندي کرد:

1- نوسانات درازمدت، 2- نوسانات دوره اي، 3- نوسانات مشخص

اندازه گيري نزولات جوي: منظور از اندازه گيري بارندگي تعيين مقدار ارتفاع آب حاصله از نزولات جوي در سطح زمين است.

باران سنجي: در ايستگاههاي بارن سنجي معمولا دونوع باران سنج مورد استفاده قرار مي گيرد که عبارتند از باران سنج ساده و باران سنج ثبات يا باران نگار.

بارن سنج ثبات: وسيله ای است که مقدار بارندگي را نسبت به زمان بطور پيوسته ثبت
مي کند. سه نوع معمول آن که در ايستگاههاي هواشناسي بکار برده مي شود عبارتند از: باران نگار وزني، باران نگار سيفوني و باران نگار با سيستم ترازويي.

تخمين بارندگي درسطح يک منطقه: داده هاي باران سنجي مربوط به اندازه گيري باران در يک نقطه مي باشد که به آن بارش نقطه اي گفته مي شود و لازم مي شود که آن را به مساحت يک حوضه يا منطقه تعميم دهيم. در هيدرولوژي اين کار با 3 روش انجام مي شود که عبارتند از روش ميانگين رياضي، روش استفاده از چند ضلعي هاي تيسن و روش استفاده ازخطوط همباران. اگر منطقه مسطح باشد ساده ترين روش براي محاسبه بارندگي در يک منطقه استفاده از ميانگين رياضي است. در روش چند ضلعی های تيسن کليه ايستگاههاي داخل حوضه و در صورت وجود ایستگاه های مجاورمي تواند مورد استفاده قرار گيرد.

روش خطوط همباران: خط همباران مکان هندسي نقاطي است که قطر بارندگي آن براي يک دوره مشخص يکسان باشد. رسم خطوط همباران مشابه رسم خطوط تراز است. اگر در يک منطقه که مرزهاي آن مشخص است خطوط همباران رسم شوند و مساحتهايي از منطقه که بين خطوط همباران واقع مي شوند A_n …,A₂,A₁ باشند متوسط بارندگي نيز در اين مساحتها P_n …,P₂,P₁ است که در واقع معدل بارندگي دو خط تراز بالايي و پاييني مي باشد

نمودارهاي استوانه اي (هيستوگرام) که در آن محور افقي فواصل زماني و محور عمودي مقدار بارندگي در هر کدام از فواصل زماني باشد هايتوگراف نام دارد. داشتن منحني هاي شدت، مدت، تناوب بارندگي ها و يا روابط ديگري که بتواند شدت بارندگي را به ازاي يک تداوم مشخص تعيين کند از ملزومات طراحي درهر طرح مهندسي هيدرولوژي است، زيرا سيل طرح براساس رگبار طرح بوده و رگبار طرح نيز داراي تداوم معيني است که مي بايست شدت آن مشخص گردد.

در امريکا آمار تعداد زيادي از ايستگاههاي باران سنجي بررسي و رابطه ي بين مقدار، مدت، تناوب بارندگيها بدست آمده است که مي تواند براي ساير نقاط دنيا نيز مورد استفاده قرار گيرد. اين رابطه که به نام رابطه بل معروف است، روي داده هاي باران نگارهاي ايستگاههاي ايران مطالعه و مقدار  براي نقاط مختلف ايران محاسبه شده است.

رابطه بين مقدار و مساحت بارندگي: مقدار بارندگي در تمام نقطه سطح بارش يکسان نمي باشد و هميشه يک نقطه به نام مرکز بارش وجود دارد که بارندگي در آن حداکثر بوده و بارندگي در ساير نقاطي که در سطح مذکور قرار دارند کمتر از آن مي باشد. رابطه مقدار مساحت- مدت (Depth- Area- Duration) با علامت DAD نشان داده مي شود که منحني DAD مربوط به يک باران مشخص بوده و نميتوان آن را براي تمام بارشها عموميت دارد. اما در يک منطقه مي توان براي بارانهاي مختلف تحليل هاي مشابه را انجام داد. در اين صورت به تعداد بارندگي ها دسته منحني هاي DAD، مثلا 3، 6، 9 يا 12 ساعته خواهيم داشت که اگر در هر دسته منحني (مثلا 3 ساعته) براي هر مساحتي مقدار حداکثر آن را انتخاب کنيم (منحني پوشش) در اين صورت قادر خواهيم بود رابطه حداکثر DAD را بدست آوريم که به رابطه MDAD معروف است. از روي منحني هاي MDAD مي توان براي هر مدت مورد نظر حداکثر مقدار باراني را که روي سطح
مي تواند وجود داشته باشد محاسبه کرد.

برای مشاوره اینجا بزنید