دانش رژیم هیدرولوژیکی به پیش‌بینی دوره‌های تامین آب بیشتر یا پایین‌تر به عنوان تابعی از فراوانی و حجم بارندگی در رابطه با خاک‌شناسی، پوشش زمین و شرایط کاربری زمین کمک می‌کند. هدف این کار ارزیابی تغییرپذیری مکانی-زمانی پتانسیل نفوذ و رواناب منطقه ای است که توسط 4 زیرحوضه منشعب به S ã تشکیل شده است.o رودخانه مارکوس در کریستالینا (GO). روش SCS/NRCS-USDA (2004) با استفاده از منابع ژئوفرآوری، در نظر گرفتن خاک در شرایط خشک، نیمه مرطوب و مرطوب استفاده شد. برآوردها حاکی از آن است که بارندگی با میانگین 83/6 میلی‌متر، در انتقال شهریور به مهر، در مواجهه با خاک‌ها در شرایط خشک، رواناب سطحی را تأمین نمی‌کند. بنابراین، تغییرپذیری ویژگی‌های خاک‌شناختی مرتبط با شرایط مختلف پوشش و کاربری اراضی نشان می‌دهد که حتی مناطقی با پتانسیل نفوذ کمتر شروع به مشارکت مؤثر با کانال‌های مربوطه خود در انتقال از اکتبر به نوامبر می‌کنند، زمانی که رویدادهای بارندگی فراوان‌تر و قابل توجه‌تر هستند. ، و خاک ها در حال حاضر در شرایط رطوبت بیشتری قرار دارند.
کلید واژه ها
ارتفاع بارندگی ، ضریب رواناب ، رفتار هیدرولوژیکی
1. مقدمه
دانش در مورد رفتار هیدرولوژیکی سیستم های هیدروگرافی اجازه برنامه ریزی و مدیریت و همچنین معادل سازی بهتر استفاده از منابع آب را می دهد، به ویژه در مورد حوضه های بزرگ با استفاده چندگانه از آب [ 1 ]. این امر در حوضه های آبخیز نزدیک مراکز مصرف بزرگ که تقاضای آب بالایی در طول سال دارند، اهمیت بیشتری می دهد. علاوه بر عملکردهای اکوسیستمی، ما استفاده از این منابع را در فعالیت هایی مانند کشتیرانی، کشاورزی آبی، گردشگری و اوقات فراغت، تامین عمومی و به ویژه تولید انرژی برجسته می کنیم [ 2 ]. این یک معادله پیچیده اما ضروری است. از آنجایی که با مشاهده شرایط اقلیمی و هیدرولوژیکی هر منطقه، به دنبال بررسی متنوع ترین فعالیت ها با توجه به اهمیتی است که هر یک از آنها دارند.
فصلی بودن آب و هوای برجسته حاکم در منطقه غرب میانه برزیل منجر به عدم تقارن مشخص در مورد توزیع و در دسترس بودن آب در سیستم‌های رودخانه‌ای می‌شود که بازتاب قابل‌توجهی بر تامین آب در طول سال دارد [ 3 ]. این به معنای نگرانی بیشتر در مورد حجم موجود در چشمه ها و در نتیجه، در مورد ظرفیت ذخایر سطحی و زیرسطحی برای پاسخگویی به تقاضاهایی است که در طول فصل خشک افزایش می یابد. از این نظر، ارزیابی تأثیر فصلی آب و هوا بر میزان خیس شدن خاک با توجه به افزایش تقاضا برای منابع آبی ضروری است تا تأثیر عدم تقارن بارندگی در رفتار پارامترهای هیدرولوژیکی به ویژه سهم جریان های سطحی و زیرسطحی در جریان منابع آب [4 ].
ادغام داده‌ها و متغیرهای اقلیم‌شناسی، ژئومورفولوژی، خاک‌شناسی، پوشش زمین و کاربری اراضی با استفاده از مدل‌های عمل‌شده در یک محیط ژئوپردازش، یکی از پیشرفت‌های عمده در زمینه مدل‌سازی فرآیندها و پدیده‌های محیطی است. در دهه‌های اخیر، ارتباط ریاضیات با ظهور محاسبات منجر به پیشرفت‌های قابل توجهی در فناوری پردازش داده‌های مکانی جغرافیایی مرجع شده است [ 5 ]. با در نظر گرفتن تنوع مکانی و زمانی محدودیت‌های محیطی در مقیاس‌ها یا سطوح مختلف جزئیات، این فناوری‌ها امکان تشریح رادیوگرافی هیدرولوژیکی واقعی در مورد تعامل آب باران با خواص خاک و زمین را فراهم می‌کنند. در نتیجه، آنها یک رویکرد پویا را برای رفتار نفوذ و رواناب امکان پذیر می کنند [ 6]. بنابراین، بر اساس رفتار تغییرپذیری فضایی عوامل شرطی‌سازی، می‌توان پیشنهادهای پهنه‌بندی را ایجاد کرد که در آن می‌توان از الگوهای رفتار هیدرولوژیکی اطمینان حاصل کرد و در نتیجه، با پیش‌بینی‌پذیری بیشتر تامین آب کار کرد.
روابط مربوط به بارندگی، نفوذ خاک و رواناب روی زمین بسیار پیچیده است، زیرا علاوه بر اینکه کاملاً در معرض مشاهدات مستقیم در میدان نیستند، با توجه به شرایط هر محیط متفاوت هستند [ 7 ] [ 8 ]. با این حال، تجزیه و تحلیل توزیع پیوسته متغیرهای اصلی و همبستگی آنها با رفتار فرآیندهایی که مستقیماً در میدان و تحت شرایط محیطی خاص نظارت می‌شوند، به مدل‌های نماینده اجازه می‌دهد تا با سطوح معقولی از دقت و صحت توسعه و اعمال شوند [ 9 ] [ 10]. در میان این مدل‌ها، روش CN (شماره منحنی) پیشنهاد شده توسط SCS (خدمات حفاظت از خاک)، در حال حاضر NRCS—USDA (خدمات حفاظت از منابع طبیعی—وزارت کشاورزی ایالات متحده)، برجسته است که از سال 1954 تاکنون چندین پیشرفت داشته است. کاربرد گسترده در چندین کشور [ 11 ]. با این کار، این مدل به یک مدل پرکاربرد تبدیل شده است زیرا بر اساس میزان بارندگی ناشی از یک رویداد بارندگی معین، ظرفیت نفوذ خاک و تلفات ناشی از عوامل محیطی محلی مانند ریزرلیف و همچنین سایر تلفات با تأثیر کمتر است. ، با ارائه نتایج خوبی در برنامه های کاربردی در برزیل [ 12 ].
بنابراین، تشخیص‌های حاصل از مطالعات هیدرولوژیکی نقطه شروع برای تعریف اقدامات کاهش‌دهنده یا کاهش‌دهنده هستند، تا جایی که امکان شناسایی عواملی را فراهم می‌کنند که شرایط بحرانی را تعیین می‌کنند و در نتیجه، مکان‌یابی محیط‌هایی را که چنین موقعیت‌هایی در آن غالب هستند، تعیین می‌کنند. در محیط‌هایی که میزان بارندگی کم یا دارای توزیع نامتقارن قابل توجهی است، درک بهتر عملکردهای هیدرولوژیکی خاک در رابطه با ظرفیت ذخیره‌سازی و حفظ ماندگاری چشمه‌ها و کانال‌های زهکشی حتی در دوره‌های خشکسالی ضروری است. 13 ] [ 14]. بنابراین، ارزیابی یکپارچه پارامترهای هیدرولوژیکی در مناطق تحت تأثیر مستقیم مخازن، صرف نظر از استفاده از آنها، به عنوان مثال، امکان پیش‌بینی بیشتر شرایط هیدرولوژیکی را فراهم می‌کند که مدیریت کارآمدتر منابع آب سطحی، با رعایت وابستگی موجود بین رژیم بارش و رفتار را فراهم می‌کند. آب در تماس با خاک [ 15 ].
از این نظر، کار حاضر با هدف ارزیابی تغییرپذیری مکانی و زمانی رفتار پارامترهای هیدرولوژیکی پتانسیل نفوذ، بارش موثر و رواناب در شرایط بارندگی نماینده فصل پیش بارندگی، آغاز فصل بارندگی و فصل کامل بارندگی در مناطق مشارکت حوضه های ساحلی سمت راست رودخانه سائو مارکوس در شهرداری کریستالینا، ایالت گویاس، برزیل. دانش در مورد تغییرات مکانی و زمانی رفتار این پارامترها برای درک بهتر رابطه بین وقوع بارندگی و حجم و زمان پاسخ در افزایش سطح مخزن از اهمیت بالایی برخوردار است. این رابطه که توسط منابع ژئوپردازش انجام می شود، مقدار بیشتری از محاسبات را فراهم می کند و در نتیجه، جزئیات مکانی و زمانی بیشتر نتایج. این امر درک دقیق تری از وابستگی متقابل عوامل تهویه، به ویژه شدت و مدت بارندگی، نفوذپذیری و تخلخل خاک، تأثیر تسکین و پوشش زمین و استفاده بر تعادل هیدرولوژیکی را فراهم می کند.
2. موقعیت و خصوصیات منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه شامل 4 حوضه فرعی در کرانه سمت راست رودخانه سائو مارکوس در شهرداری کریستالینا، ایالت گویاس، برزیل است و که مستقیماً به مخزن HPP Batalha-FURNAS، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، تخلیه می شود . این منطقه دارای غلبه کشاورزی، به ویژه آبی، با تأکید بر تعداد بالای محورهای آبیاری است [ 16 ]. قسمت‌های بالاتر و مسطح‌تر توسط پوشش‌های آهنی آواری-لاتریتی متشکل از خوشه‌های لاتریت، خاک رس و ماسه حمایت می‌شوند. بخش‌های میانی و تندتر بر روی سازند Canastra Group-Paracatu با غلبه سریسیت و فیلیت کربنی توسعه یافته‌اند. این انتقال به قسمت های تحتانی با وقوع
شکل 1 . (الف) – (و): (الف) نقشه مکان. (ب) زمین شناسی شکل گیری و سنگ شناسی غالب. (ج) هیپسومتری. (د) شیب؛ (ه) بارش؛ و (و) خاک. منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
رسوبات آبرفتی متشکل از شن و ماسه [ 17 ]. با در نظر گرفتن پایگاه مرجع جهانی برای منابع خاک [ 18 ]، در بخش‌های بالاتر و باقی‌مانده، Plintossols (Petric) غالب است، به دنبال آن مناطق پایین‌تر و مسطح‌تر با غالب Ferralsol (قرمز)، گاهی (زرد-قرمز) و به دنبال آن شیب‌دارتر قرار دارند. بخش هایی با ارتباط کامبیسول (هاپلیک) و لپتسول، که به دشت های طولانی با شیب ارتفاعی کم با غلبه Fluvisol و Gleysol (Haplic) ختم می شود [ 19 ] [ 20 ]]. آب و هوای منطقه را می توان گرمسیری نیمه مرطوب با زمستان خشک، بارش 5.3 تا 6.9 میلی متر در ماه های ژوئن و ژوئیه و دمای 24.6 درجه سانتی گراد در ژوئن توصیف کرد. تابستان گرم و بارانی با بارش انباشته از 243.1 میلی متر تا 275.2 میلی متر در ماه های ژانویه و دسامبر به ترتیب و دمای حدود 30.3 درجه سانتی گراد در ماه اکتبر است [ 21 ] [ 22 ].
3. روش شناسی
این روش شامل ارزیابی اثرات ناشی از وقوع رویدادهای بارندگی با توجه به شرایط تسکین، نوع خاک، پوشش و کاربری و همچنین شرایط رطوبتی پیشین (AMC) در تغییرپذیری فضایی تخمین‌های پتانسیل نفوذ موثر بود. بارش و اوج جریان برای این منظور، رویکرد در مقیاس شیب با در نظر گرفتن منطقه سهم خاص به کانال زهکشی مربوطه رخ داده است. برای وضعیت پیش از فصل بارندگی (AMC I)، خاک در شرایط خشک در نظر گرفته شد که میزان بارندگی انباشته در 5 روز گذشته کمتر از 13 میلی متر است. برای دوره بعدی، شروع دوره بارانی و با نظم بیشتر بارندگی (AMC II) خاک در شرایط میانی در نظر گرفته شد که در آن میزان بارندگی انباشته در 5 روز گذشته ≥13 و ≤ از 53 میلی متر است.
3.1. تغییرپذیری مکانی برآوردهای موثر بارش
بارش موثر بر اساس پیشنهاد خدمات حفاظت از خاک (SCS) که اکنون سرویس حفاظت از منابع طبیعی (NRCS) وزارت کشاورزی ایالات متحده است، با اولین نسخه آن در سال 1954 منتشر شد، تعیین شد [ 23 ]. این پیشنهاد دستخوش چندین تجدید نظر شده است، یکی از آنها در سال 1993، و به طور گسترده اعمال شده است، از جمله توسط اداره بزرگراه فدرال (FHA-وزارت حمل و نقل ایالات متحده) [ 24 ]، که شامل نسبت بین بارندگی ناشی از رویداد بارندگی و ظرفیت نفوذ خاک، همانطور که در رابطه (1) ارائه شده است.
پe = [( ص− 0.2 S)2( ص+ 0.8 S)]Pe=[(P−0.2S)2(P+0.8S)]، زمانی که P ≥ Ia = 0.2 S.(1)
که در آن: Pe = بارش موثر، یا ارتفاع صفحه آب حاصل، برحسب میلی متر. P = میزان بارندگی یا ارتفاع بارندگی ناشی از یک رویداد معین، بر حسب میلی متر. S = پتانسیل نفوذ خاک، بر حسب میلی متر. و Ia = 0.2 S انتزاع یا ضرر اولیه در نظر گرفته شده است.
همانطور که در بخش اول معادله (1) مشاهده شد، در بارش مؤثر، اتلاف اولیه مربوط به 20 درصد پتانسیل نفوذ در نظر گرفته می شود، به دلیل رهگیری توسط پوشش گیاهی، حفظ در تسکین کوچک، و همچنین سایر اشکال خیس شدن محیط سطح این بدان معناست که رویدادهای بارندگی با حجم کل کمتر از 20 درصد پتانسیل نفوذ خاک، رواناب سطحی را فراهم نمی کند.
3.2. برآورد شدت، مدت و حجم انباشته بارندگی
مقادیر کل بارندگی انباشته شده در رویداد بارندگی در هر یک از سه موقعیت فصلی در نظر گرفته شده با تجزیه و تحلیل مقادیر میانگین بارندگی طی 15 سال گذشته از ایستگاه هواشناسی کد A036 توسط موسسه ملی هواشناسی در شهرداری کریستالینا تعیین شد. – برو برای شرایط قبل از شروع فصل بارندگی، میزان بارش بر اساس میانگین رویدادهای بارندگی رخ داده در اواخر شهریور و اوایل مهرماه که حدود 6.83 میلی متر است، تعیین شد. برای شروع فصل بارندگی و بارندگی منظم تر، میزان بارندگی بر اساس میانگین رخدادهای بارندگی در نیمه دوم مهرماه که حدود 22.83 میلی متر بود، تعیین شد. برای فصل بارانی،25 ]، با استفاده از معادله (2) [ 26 ] برای شهر کریستالینا.
من =ک× تیآرآ( t + b )ج⇒ من =878.213 × Tآر0.2088( t + 12 )0.7600i=K×TRa(t+b)c⇒i=878.213×TR0.2088(t+12)0.7600(2)
جایی که: i = میانگین حداکثر شدت بارندگی، بر حسب میلی‌متر در ساعت. T = زمان بازگشت در نظر گرفته شده، بر حسب سال. t = زمان تمرکز، بر حسب دقیقه. و ضرایب تنظیم K , a , b و c مخصوص ایستگاه اقلیمی.
برای این منظور زمان بارندگی برابر با طولانی ترین زمان غلظت رواناب موجود در حوضه ها در نظر گرفته شد. ارتفاع بارندگی حاصل حاصل ضرب شدت بارش و مدت بارندگی است. از آنجایی که این مطالعه مربوط به کارهای ایمنی نیست، زمان بازگشت 25 سال در پیشنهاد حاضر در نظر گرفته شده است.
برای زمان غلظت از رابطه بین طول جریان یا حوضه و شیب متوسط [ 27 ] با استفاده از رابطه (3) استفاده کردیم.
تیc = 7.68( L / Sw0.5)0.79Tc=7.68(L/Sw0.5)0.79(3)
جایی که: Tc = زمان غلظت رواناب، بر حسب دقیقه. Lw = طول خط جریان اصلی حوضه، بر حسب کیلومتر. و S = میانگین شیب حوضه بر حسب متر بر متر.
3.3. تعیین تعداد رواناب (CN) و پتانسیل نفوذ ( S )
مقادیر S بر اساس مقادیر CN (تعداد رواناب)، بر اساس خدمات حفاظت از منابع طبیعی (NRCS-USDA) [ 23 ]، همانطور که در معادله (4) ارائه شده است، برآورد شد.
اس=25400CN– 254S=25400CN−254(4)
که در آن: S = پتانسیل نفوذ، برحسب میلی متر. CN = شماره منحنی، بدون بعد. و 25400 و 254 ثابت هایی هستند که از مدل سرچشمه می گیرند.
برای این منظور، مقادیر CN بر اساس ارزیابی انواع خاک – به ویژه بافت و عمق – و طبقه‌بندی آن به گروه‌های هیدرولوژیکی (HG) همانطور که در جدول 1 ارائه شده است، تعیین شد [ 28 ] [ 29 ].] شرایط پوشش و استفاده و رطوبت پیشین. در این روش مقادیر CN از 0 (ظرفیت جریان کم) تا 100 (ظرفیت جریان بالا) متغیر است. قابل ذکر است که برای این محاسبه خاک در سه شرایط رطوبت پیشین در نظر گرفته شد: 1) وضعیت قبل از شروع دوره بارندگی با خاک در شرایط خشک (بارش 5 روزه < 13 میلی متر = AMC I). 2) مورد مربوط به آغاز دوره بارانی و منظم بودن بارندگی بیشتر، با خاک در شرایط متوسط (13 میلی متر ≤ بارش 5 روزه ≤ 53 میلی متر = AMC II). و 3) اشاره به دوره کامل بارانی، با خاک در شرایط مرطوب (بارش 5 روزه > 53 میلی متر = AMC III).
نمونه ای از ارتباط طبقات پوشش زمین و شرایط کاربری اراضی با گروه های هیدرولوژیکی و مقادیر عدد رواناب حاصل از آنها می تواند باشد.
جدول 1 . طبقات خاک، بافت و مطابقت آنها در گروه های هیدرولوژیکی.
جدول 2 . پوشش زمین و نوع کاربری و شرایط، رابطه با گروه های هیدرولوژیکی، و مقادیر عدد منحنی مربوطه در AMC II.
در جدول 2 [ 28 ] [ 29 ] مشاهده می شود.
تبدیل مقادیر Number Number از شرایط رطوبت معمولی یا متوسط به شرایط خاک خشک و مرطوب به ترتیب با استفاده از معادلات (5) و (6) انجام شد [ 23 ]:
CNI = 4.2 × CNII / 10 – 0.058 × CNIICNI=4.2×CNII/10−0.058×CNII(5)
CNIII = 23 × CNIII / 10 + 0.13 × CNIICNIII=23×CNII/10+0.13×CNII(6)
3.4. تخمین زمان غلظت رواناب و اوج جریان
اوج دبی مطابق با معادله (7) [ 30 ] تعیین شد.
qp = 0.0021 × Q × A / Tپqp=0.0021×Q×A/Tp(7)
که در آن: qp = نرخ جریان رویداد اوج، بر حسب m 3 /s. Q = بارش موثر یا قسمتی از بارش موجود برای رواناب سطحی، برحسب میلی متر. A = مساحت سهم، در هکتار. و Tp = زمان پیک هیدروگراف، بر حسب ساعت. در به کارگیری این معادله، زمان پیک مربوط به 0.6 زمان غلظت هر حوضه از طریق رابطه (8) [ 31 ] در نظر گرفته شد.
تیp = 0.6 × TجTp=0.6×Tc(8)
4. نتایج و بحث
4.1. طول جریان، زمان تمرکز و منطقه مشارکت
با توجه به نزدیک شدن چهار حوضه در مناطق کمک کننده خاص و در مقیاس رشته برای کانال های زهکشی مربوطه، می توان دریافت که خطوط جریان در امتداد رشته می تواند تا 2227 متر برسد. این طول منجر به زمان غلظت رواناب تا 46.9 دقیقه می‌شود، در حالی که مناطق دورتر و مسطح‌تر طبیعتاً زمان بیشتری برای کمک به جریان به کانال‌های زهکشی نیاز دارند. همانطور که برای منطقه سهم خاص، آن را از 0.09، در بالای interfluves، تا 145.45 هکتار در نقاط اتصال با کانال های زهکشی در بازه زمانی. همانطور که از شکل 2 مشاهده می شود ، چهار حوضه مرتبه بالاتر تمایل به ارائه یک حالت کشیده دارند.
شکل 2 . (الف)-(ج): طول جریان (قسمت الف)؛ زمان تمرکز (قسمت ب)؛ حوزه مشارکت (قسمت ج). به تفصیل، مثالی از رفتار هر پارامتر، در مناطق مشارکتی خاص، در مقیاس رشته ای. منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
الگو، بر خلاف حوضه‌های شاخه‌های کوچک‌تر، که الگوی شعاعی متقارن‌تری را ارائه می‌دهند و مورفومتری همگن‌تری را پیکربندی می‌کنند. با ارتباط طول رشته با طول کانال ها، می توان دریافت که کانال ها تا 15 برابر گسترده تر از خطوط جریان توسعه یافته در طول رشته هستند.
پیامد مستقیم این رفتار، تمایل به مشارکت همزمان مساحت حوضه های مرتبه پایین به کانال های مربوطه است. با این حال، با توجه به ویژگی دراز حوضه های مرتبه بالاتر، تأثیر اثرات هیدرولوژیکی حاصل از هر زیرحوضه به صورت تدریجی رخ می دهد [ 32 ]. این ویژگی‌ها، مرتبط با شیب ارتفاعی کم در امتداد کانال‌های اصلی، به این حوضه‌ها احتمال کم وقوع جریان‌های اوج یا اضافه بار در کانال‌های اصلی را می‌دهند [ 33 ] [ 34 ].]. در نتیجه، عدم تقارن مورفومتریک بالا بین منطقه مشارکت در سطح شیب و مساحت حوضه‌های مرتبه بالاتر، نیاز به رویدادهای بارندگی طولانی‌مدت و با حجم بالاتر را نشان می‌دهد تا بارندگی بتواند از طریق زیرسیستم‌های هیدروگرافیک به مخزن کمک کند.
نقش برجسته در سه سطح ارتفاعی اصلی، با شیب‌های بین 0 تا 8 درصد توزیع شده است که با استفاده از آمفی‌تئاترها از فلات‌ها به دشت‌ها و از آنها به دشت‌ها منتقل می‌شوند. بیشترین شیب ها در نواحی انتقالی بین سطوح رخ می دهد که کوچک بوده و بندرت بین 20 تا 43 درصد است. اگرچه در انتقال بین یک فلات و شیب دیگر که می تواند به 43 درصد برسد، این شیب ها کمتر رخ می دهند و اثرات ناشی از ضرایب رواناب بالای توسعه یافته در بالادست تمایل دارند با پتانسیل های نفوذ بالای حاکم در امتداد دشت ها تضعیف شوند.
4.2. ارتفاع بارندگی، گروه های هیدرولوژیکی، شرایط پوشش و استفاده و رفتار پارامترهای هیدرولوژیکی
با در نظر گرفتن روش شناسی اتخاذ شده، میانگین بارش رویدادهای بارندگی قبل از فصل بارندگی و همچنین ارتباط گروه های هیدرولوژیکی با شرایط مختلف کاربری اراضی، می توان دریافت که بارندگی غالب در پایان شهریور و آغاز ماه اکتبر برای تولید رواناب کافی نیست. همانطور که در شکل 3 مشاهده می شود ، با در نظر گرفتن میانگین بارش 6.83 میلی متر در هر رویداد بارندگی، نمی توان سناریوهای بارش موثر و همچنین وقوع رواناب سطحی را در امتداد منطقه هر یک از چهار زیرحوضه مورد تجزیه و تحلیل تصور کرد.
در این شرایط، مشاهده می‌شود که مقادیر عدد منحنی از 0 تا 81 متغیر است، با غلبه قوی مقادیر بین 40 تا 60 ناشی از تداعی Ferralsol بافت رسی بر روی نقش برجسته و مورد استفاده در کشاورزی، که نشان‌دهنده رطوبت کم و زیاد است. ظرفیت نفوذ مقادیر بین 60 و 70 بیشتر در شیب‌های شیب‌دار، واقع بین تپه‌های باقی‌مانده و زمین‌های مسطح‌تر یا بین لبه‌های میان‌آهن‌های بزرگتر و دشتهای رودخانه‌ای رخ می‌دهد که ناشی از ارتباط خاک‌های ضعیف توسعه‌یافته، مانند Cambisols و Leptsol، مرتبط با ساوانا و علفزار است. زندگی گیاهی. در نتیجه، برای
شکل 3 . (الف) – (ج): بارش در نظر گرفته شده (قسمت الف)؛ شماره رواناب (قسمت ب)؛ پتانسیل نفوذ (قسمت ج) در شرایط رطوبت قبلی خشک (بارش 5 روزه < 13 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
در شرایط رطوبتی پیشین که در بالا ذکر شد، در طول حوضه ها می توان غلبه شدید طبقات پتانسیل نفوذ 135 تا 230 میلی متر و عمدتاً بین 230 تا 290 میلی متر را در مناطق وسیع مشاهده کرد، زیرا در برخی مناطق پتانسیل نفوذ به 722 میلی متر می رسد. اینها ناشی از پیدایش فلوویزول با بافت شنی، گاهی اوقات پوشاننده خاکهایی از نوع گلیسول بافت رسی، همراه با دشتهای شیب ارتفاعی کم و با وقوع پوشش گیاهی متراکم است. با توجه به موارد فوق، چنین برداشت می‌شود که این شرایط بارندگی با توجه به ویژگی‌های خاک‌شناسی، مورفومتریک و پوشش و کاربری خاک، تنها به افزایش تدریجی رطوبت خاک منجر می‌شود، بدون اینکه سهم مستقیم سطحی در آب‌ها، به‌ویژه مخازن مجاور داشته باشد.
در سراسر شکل 4 می توان مقادیری را مشاهده کرد که تمایل به تعداد منحنی کم و استعداد قوی درصد زیادی از مناطق با پتانسیل نفوذ بالا را تایید می کنند. در این شرایط، شایان ذکر است که تقریباً کل منطقه دارای پتانسیل نفوذ بالای 135 میلی متر است که کلاس بزرگتر از 330 میلی متر حدود 17 درصد از کل منطقه را پوشش می دهد.
برای وضعیت منظم بارندگی، غالباً در نیمه دوم اکتبر، می توان مشاهده کرد که عرضه باران مرتبط با رطوبت پیشین خاک احتمالاً رواناب سطحی و در نتیجه کمک به کانال های زهکشی مربوطه را ایجاد می کند. از این نظر، با توجه به میانگین بارندگی 22.83 میلی متر در هر رویداد بارندگی و خاک در شرایط متوسط رطوبت پیشین، افزایش شدیدی در محدوده طبقات با تعداد رواناب بیشتر مشاهده می شود. بنابراین، مقادیر شدید از 80 در شرایط خشک به 91 در شرایط متوسط رسید. به همین معنا، قابل توجه ترین غلبه طبقه از 70.1 تا 80 است که اکنون در حدود 79٪ از منطقه غالب است، جایی که قبلاً کلاس از 60.1 تا 70 غالب بود. تحت این شرایط،
شکل 4 . نمودار توزیع نسبی مساحت در طبقات عددی منحنی و در طبقات پتانسیل نفوذ در شرایط رطوبت پیشین خشک (بارش 5 روزه < 13 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
شکل 5 . (الف) – (و): بارش در نظر گرفته شده (قسمت الف). شماره منحنی (قسمت ب)؛ پتانسیل نفوذ (قسمت ج)؛ بارش موثر (قسمت د)؛ ضریب رواناب (قسمت e)؛ و تخمین پیک جریان (قسمت f) در شرایط رطوبت مقدماتی میانی (13 میلی متر ≤ 5 روز بارش ≤ 53 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
در این شرایط می‌توان وقوع بارش مؤثر تا ارتفاع 7.4 میلی‌متر را به‌ویژه در نواحی شیب‌دار و خاک‌های کمتر توسعه‌یافته مانند کامبیزول و عمدتاً لپتسول، هر دو با پتانسیل نفوذ کم، تأیید کرد. در مورد مساحت مربوط به دشت رودخانه ای، بارش مؤثر به دلیل شرایط توپوگرافی، خاک شناسی و پوشش و کاربری که برای تشکیل رواناب سطحی نامطلوب است، صفر است. رفتار مشابهی را می‌توان برای تخمین‌های رواناب سطحی تأیید کرد، که در حال حاضر به مقادیر تا 0.3 در شیب‌دارترین مناطق، با غلبه نئوسل‌های لیتولیک می‌رسد. در این شرایط بارش موثر و ضرایب رواناب بالای صفر، می توان به وقوع رواناب سطحی نیز پی برد که همگرایی آن در مناطق با سهم ویژه بالا،3 / ثانیه
به همین ترتیب، در امتداد شکل 6 می توان یک خلاصه کمی از پارامترهای هیدرولوژیکی که قبلا ذکر شد به دست آورد. همچنین وقوع نواحی مربوط به طبقات تعداد رواناب بالا قابل توجه است. تمایل به ظرفیت نفوذ کم خاک؛ وقوع در نتیجه بارش موثر؛ وقوع رواناب سطحی بالای صفر؛ و به طور عمده، وقوع اوج جریان تا 1.3 متر مکعب بر ثانیه، به ویژه در بخش های همگرایی جریان شیب، در سرچشمه کانال های زهکشی.
در فصل بارندگی و با در نظر گرفتن خاک در شرایط مرطوب، حداکثر مقدار رواناب از 91 به 95.9 رسید که کلاس از 80.1 تا 90 در تقریباً 81.7 درصد منطقه غالب شد. تحت این شرایط همچنین تمایل به کاهش عمومی در پتانسیل نفوذ وجود دارد، با غلبه بیشتر کلاس در محدوده 25 تا 60 میلی متر. با این حال، حتی در شرایط رطوبت پیشین بالا، پتانسیل نفوذ بالا به ویژه در امتداد دشت کانال های زهکشی اصلی تأیید می شود. این یافته تأثیر ارتباط خاک‌های آبرفتی و هیدرومورفیک، گاهی عمیق، توسعه یافته در امتداد دشتهای وسیع با شیب ارتفاعی کم و عمدتاً پوشیده از جنگل‌ها، مانند جنگل‌های گالری و ساحلی، با پتانسیل نفوذ بالا را تأیید می‌کند.
شکل 6 . نمودار توزیع نسبی مساحت در طبقات عدد منحنی. پتانسیل نفوذ، بارش موثر، ضریب رواناب سطحی و تخمین جریان در شرایط رطوبت مقدماتی میانی (13 میلی متر ≤ 5 روز بارش ≤ 53 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
شکل 7 . بارش در نظر گرفته شده (بخش الف)؛ شماره منحنی (قسمت ب)؛ پتانسیل نفوذ (قسمت ج)؛ بارش موثر (قسمت د)؛ ضریب رواناب (قسمت e)؛ و دبی تخمینی (قسمت f) در شرایط مرطوب (بارش 5 روزه > 53 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
شکل 8 . نمودار توزیع مساحت نسبی در طبقات تعداد منحنی. پتانسیل نفوذ، بارش موثر، ضریب رواناب سطحی و تخمین جریان در شرایط مرطوب (بارش 5 روزه > 53 میلی متر). منبع: تهیه شده توسط نویسندگان.
در این شرایط و با در نظر گرفتن زمان بارندگی 46.88 دقیقه، با شدت 77.68 میلی‌متر در ساعت، که منجر به ارتفاع بارندگی 60.69 میلی‌متر و خاک در شرایط مرطوب، پتانسیل مناطق سهم ویژه به کانال‌های زهکشی می‌شود. رضایت بخش تر باشد بارش موثر اکنون به مقادیر تا 49.4 میلی متر می رسد، به ویژه در مناطق شیب دار، با غلبه خاک های ضعیف. به عنوان یک نکته برجسته، برتری شدید طبقات از 5.1 تا 30 میلی‌متر و 30 تا 40 میلی‌متر را برجسته می‌کنیم، که هنگام مواجهه با موقعیت‌های همگرایی جریان و خاکهایی با ظرفیت نفوذ کم، منجر به جریان‌های اوج بالاتری می‌شوند. چنین تمایلی در شرایط با ضریب رواناب بالا، به ویژه برای کلاس های متغیر از 0.4 تا 0.8، همانطور که در شکل 7 مشاهده می شود، مجدداً تأیید می شود.و شکل 8 .
5. نتیجه گیری ها
شرایط مورفومتریک و خاک شناسی مربوط به پوشش، استفاده و مدیریت خاک، سیستم های هیدروگرافی با پتانسیل هیدرولوژیکی بالا و همچنین زمان سفر قابل توجهی را به ویژه برای چهار کانال درجه بالاتر پیشنهاد می کند. این پتانسیل با غلبه مناطق گسترده ای از تسکین مسطح مرتبط با خاک هایی با عمق و بافت مناسب متفاوت از رسی تا بسیار رسی و با استفاده عمدتاً توسط کشاورزی در سیستم های تراس همسطح مشروط می شود. این شرایط باعث می شود تا رواناب سطحی در سرعت های پایین نگه داشته شود و در نتیجه زمان بیشتری برای تمرکز فراهم شود که برای فرآیند نفوذ ضروری است.
با استناد به ارزیابی مجموعه متغیرهای هیدرولوژیکی، به این نتیجه رسیدیم که مساحت زیرحوضه‌ها در ساحل راست رودخانه سائو مارکوس، منطقه‌ای با پتانسیل هیدرولوژیکی بالا، حتی در شرایط خاک مرطوب را تشکیل می‌دهد. این واقعیت را می توان زمانی تایید کرد که قالب دراز حوضه های مرتبه بالاتر را با دشت های رودخانه ای طولانی و گسترده آنها مرتبط کنیم که پتانسیل نفوذ بالایی را حتی در فصل بارانی جمع می کنند. اگر زمان پاسخ تهویه هیدرولوژیکی و سهم آن در افزایش حجم مخزن در نظر گرفته شود، این به معنای زمان بیشتری برای فصل بارانی برای کمک موثرتر به مخزن است. با این حال، این ظرفیت نفوذ بالا در بیشتر حوضه ها به تعویق اثرات خشکسالی بر جریان کانال های زهکشی کمک می کند.
این کار آغاز مجموعه ای از ابتکارات با هدف درک بهتر رابطه بین رژیم بارش و رفتار سطوح مخزن است. از این نظر، ما نیاز به پیشرفت در پیشنهاد روش‌شناختی را برجسته می‌کنیم، با استفاده از داده‌های میدانی برای اعتبارسنجی که نماینده تغییرپذیری شرایط هیدرولوژیکی برای کل حوضه آبخیز سهم مخزن و با جزئیات بیشتر زمانی است. این تنظیمات برای ساختار یک سیستم اطلاعات جغرافیایی که برای پایش مکانی-زمانی شرایط هیدرولوژیکی در سراسر حوضه و رابطه آن با رفتار سطح مخزن اعمال می‌شود، ضروری است.
منابع
بدون دیدگاه