تحلیل فراوانی حداکثر شدت بارندگی روزانه در استان سیستان و بلوچستان : پایان نامه ارشد کشاورزی

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان”  تحلیل فراوانی حداکثر شدت بارندگی روزانه در استان سیستان و بلوچستان ” با گرایش مهندسی منابع آب و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده تحلیل فراوانی حداکثر شدت بارندگی روزانه در استان سیستان و بلوچستان:

نسبت بارش یک روزه به بارش سالانه، معیاري براي شناسایی شدت بارش هاي روزانه است. در این پژوهش حداکثر داده­های شدت بارش 24 ساعته از هشت ایستگاه زابل، زهک، زاهدان، خاش، سراوان، ایرانشهر، کنارک و چابهار در استان سیستان و بلوچستان مورد بررسی قرار گرفت. این داده ها از ایستگاه­های سینوپتیک استان تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. ابتدا داده­ها به نرم افزار HYFA و Best fit وارد و به کمک توابع چگالی احتمال مختلف تحلیل فراوانی بارش روزانه انجام گردید. در این تحقیق برآورد پارامترها با استفاده از سه روش حداکثر درستنمایی، گشتاورها و گشتاورهای خطی مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین تابع توزیع برای هر ایستگاه با استفاده از آزمون­های مربع کای و کلوموگروف-  اسمیرنوف تعیین گردید. در این روش­ها توزیع­­های مقادیر حدی تعمیم یافته، پیرسون نوع 3، لوگ پیرسون نوع 3، لجستیک تعمیم یافته، پارتو تعمیم یافته، لوگ نرمال 3 پارامتری و ویکبی 5 پارامتری مقایسه گردیدند. با توجه به اینکه در برخی ایستگاه­ها چند توزیع به عنوان توزیع برتر با استفاده از آزمون­های مربع کای و کلوموگروف- اسمیرنوف شناخته شد، انتخاب بهترین توزیع برای تحلیل فراوانی حداکثر شدت بارندگی روزانه در هرکدام از هشت ایستگاه سینوپتیک استان با استفاده از کمترین میانگین مربعات مجذور خطا صورت گرفت. در این پژوهش با استفاده از آزمون نکوئی برازش  بهترین توزیع منطقه­ای انتخاب گردید. بنابر این در نیمه شمالی استان توزیع­های لجستیک تعمیم یافته و مقادیر حدی تعمیم یافته به عنوان توزیع­های منتخب شناخته شدند. نظر به اینکه مقدار آماره  برای توزیع لجستیک تعمیم یافته کمتر است، این توزیع به عنوان توزیع منتخب در نیمه شمالی استان انتخاب گردید. در نیمه جنوبی استان نیز توزیع لجستیک تعمیم یافته به عنوان توزیع منتخب شناخته شد. تابع توزیع لجستیک تعمیم یافته برای هر دو نیمه شمالی و نیمه جنوبی استان به عنوان بهترین توزیع منطقه­ای شناخته شد و پارامترهای توزیع منتخب، چندک­ها و در نهایت حداکثر بارش 24 ساعته با دوره­های بازگشت برای هر ایستگاه بدست آمدند.

ضرورت تحقیق

سیل در میان انواع مخاطرات طبیعی، خسارات زیادی را به جوامع انسانی، تاسیسات، مراکز صنعتی و اراضی کشاورزی وارد می­کند. سالانه سیل در دنیا به طور میانگین جان 26000 نفر انسان را می­گیرد و بر زندگی 75 میلیون دیگر تاثیر اقتصادی بسیار بدی می­گذارد (Quarda et al., 1993). خسارات ناشی از سیل در چند دهه اخیر به گونه فزاینده افزایش یافته است که این نشان دهنده افزایش فراوانی و شدت سیل می­باشد (Smith, 2001). برآورد دقيق مقدار و دوره بازگشت سيلاب در طراحي سازه­هايي مانند سدها، سرريزها، جاده­ها، پل­هاي راه آهن، آبگذرها، سيستم­هاي زهكشي سطحي، پهنه­بندي دشت­هاي سيلابي، ارزيابي اقتصادي طرح­هاي كنترل سيلاب و غيره كاربرد دارد. برآوردهاي كم زيان­هاي مالي و جاني و برآوردهاي بيش از اندازه افزايش هزينه­ها را به دنبال دارد (Kumar et al., 2003).

با توجه به تغییرات مکانی و زمانی بارش و همچنین پتانسیل سیل­خیزی در استان سیستان و بلوچستان، اطلاع از احتمال وقوع و یا دوره بازگشت سیلاب­ها و اطلاع از محدوده گسترش سیل‌ها می­تواند برنامه­ریزان و متخصصان کشور را در زمینه راهکارهای کنترل این پدیده مخرب یاری نماید. علاوه بر این احداث سازه­های مختلف و توسعه شهر­ها و روستاها بر اساس پیش­بینی سیل و اطلاع از بزرگی و محدوده گسترش آن، تا حدود زیادی می­تواند خطر سیل را کاهش دهد (Rao and Hamed, 1997).

تحلیل فراوانی منطقه­ای حداکثر بارش های روزانه در طراحی و اجرای سازه­های کنترل آب از قبیل کالورت، پل­ها ، نقشه کاربری اراضی، بیمه سیل، حفاظت از مناطق مسکونی، ارزیابی اقتصادی پروژه­های منابع آب استفاده می­شود (Rao and Srinivas, 2005).

نسبت بارش یک روزه به بارش سالانه، معیاري براي شناسایی شدت بارش هاي روزانه است. بالا بودن این نسبت بیانگر آن است که احتمال دارد تمام و یا بیشتر بارش سالانه در مدت فقط چند روز اتفاق افتد. به عبارت دیگر، بالا بودن این نسبت، نشان می دهد که بیشتر بارندگی ها اکثراً شدید و رگباري هستند و بر عکس پایین بودن این نسبت حاکی از وقوع بارندگی هاي ملایم و فراوانی بیشتر روزهاي بارانی است (جهانبخش و ذوالفقاري،1379).

یکی از مهمترین مطالعات پروژه­های منابع آب از قبیل طرح­های توسعه منابع آب، کنترل سیلاب، ساماندهی رودخانه، آبخیزداری، حفاظت خاک و به ویژه طرح­های سدسازی برآورد سیلاب طراحی است. تبدیل بارندگی به رواناب در خروجی حوضه اثر ترکیبی خیلی از فرایندهای هیدرولوژی است که در یک محدوده وسیعی از مقیاس­های زمانی و مکانی اتفاق می­افتد. در کاربرد مدل­های بارندگی- رواناب به منظور پیش­بینی ابعاد سیلاب طراحی و برای کاربرد در مسائل مختلف مهندسی، هایتوگراف بارندگی از اهمیت فوق­العاده­ای برخوردار است. گام نخست در برآورد سیلاب طراحی، انتخاب باران طرح است (Viessman, 1996).

داده­های بارندگی، ورودی اصلی حوضه در سیکل هیدرولوژی هستند و باران پدیده­ای است که طبیعتی ناپیوسته در زمان و مکان دارد. باران طرح که مولد سیلاب طرح است باید حائز ویژگی هایی از قبیل تداوم کل، مقدار کل، توزیع مکانی و توزیع زمانی باران باشد. مقدار کل باران طراحی بر اساس درجه ایمنی مورد نیاز پروژه تعیین می­شود و معمولاً از طریق منحنی­های شدت- مدت – فراوانی برای یک دوره بازگشت خاص و طول بارش معین برآورد می شود (وزیری، 1376).

تداوم کل بارش به ویژگی­های فیزیوگرافی حوضه به ویژه زمان واکنش سیستم به بارندگی بستگی دارد. به فاصله بین شروع و پایان بارندگی تدوام بارندگی گفته می­شود. باتوجه به اینکه این دوام کمتر از 6 ساعت، بین 6 تا 24 ساعت و بیشتر از 24 ساعت باشد آن بارندگی را به ترتیب کوتاه مدت، میان مدت و دراز مدت می­نامند. برای حوضه­های شهری و کوچک بارندگی با تدوام کوتاه مدت مناسب است درحالی که در حوضه­های بزرگ و کوهستانی بارندگی با تدوام بیشتر مناسب است (علیزاده، 1382).

یکی از ویژگی­های باران طرح نحوه توزیع مقدار باران در طول مدت بارندگی است که به آن توزیع زمانی یا الگوی زمانی باران طراحی گفته می­شود. تغییرات شدت بارندگی در طول یک واقعه بارندگی بخصوص در حوضه­های بزرگ نقش موثری بر روی هیدروگراف سیل داشته و تاثیر مستقیمی بر حجم و دبی اوج سیلاب می­گذارد (مرید و همکاران، 1376).

این موضوع به دلیل کمبود اطلاعات از توزیع زمانی و مکانی بارندگی کمتر مورد توجه قرار می­گیرد و بر این اساس در شبیه­سازی هیدروگراف سیلاب خطای قابل توجهی حاصل می­شود.

تعريف مساله و بيان سؤال­هاي اصلي تحقيق

ایران کشوري وسیع و پهناور با تنوع اقلیمی زیاد است و به علت اختلاف عرض جغرافیایی نسبتاً زیاد بین شمال تا جنوب کشور، توپوگرافی متعارض و ناهمگون و همچنین سیستم هاي جوي متعددي که بر آب و هواي ایران تأثیر می گذارند، نسبت حداکثر بارش­هاي روزانه به بارش سالانه در گسترة ایران متفاوت است. با مقایسه این نسبت می­توان توزیع زمانی و مکانی بارندگی را در مناطق مختلف کشور مشخص و رژیم­هاي حاکم بر نواحی مختلف را تعیین نمود.

متوسط بارندگی سالانه ایران 250 میلیمتر محاسبه شده است که کمتر از یک سوم متوسط بارش جهانی است. بر اساس نتایج بسیاري از طبقه بندي­هاي آب و هوایی، این سرزمین داراي آب و هواي خشک و نیمه خشک است. پایین بودن میزان ریزش­هاي جوي، تغییر پذیري بالا، نوسانات شدید بارندگی از سالی به سال دیگر، از ویژگی­هاي بارز آب وهوایی ایران به شمار می­رود.  علاوه بر ویژگی­هاي فوق، توزیع فضایی بارش در این سرزمین نیز همگون نبوده و از غرب به شرق و از شمال به جنوب از میزان آن کاسته می­شود (ذوالفقاري، 1379). ویژگی عمده بارندگی در ایران آن است که بارش سالیانه در سطح کشور هم از نظر مکانی و هم از نظر زمانی اختلاف فاحشی را نشان می­دهد. در حالی که میزان بارش در سواحل خزر، زاگرس و البرز به ترتیب حدود 1560 میلی­متر، 930 میلی­متر، 530 میلی­متر است، در مناطق مرکزي به  62 میلی متر می­رسد که علاوه بر توزیع ناهمگن مکانی، نوسانات شدید زمانی نیز در آن به چشم می­خورد. به گونه اي که ضریب تغییرات بارندگی درتعداد زیادي از ایستگاه ها به بیش از 40 درصد می­رسد .این توزیع زمانی و مکانی بارش در ایران متأثر از توزیع سیستم هاي گردش جهانی است که کمترین تغییر در الگوي آن، ناهنجاري­هاي شدید آب و هوایی را به دنبال می آورد. بنابراین، ناهنجاري­هاي مکانی و زمانی بارش و تغییرات شدید در شدت بارش و تفاوت در نوع بارش، از عمده­ترین ویژگی هاي بارش هاي ایران می باشد (بابایی و فرج زاده، 1380).

شدت بارندگی معمولا در فواصل زمانی 6، 12، 18، 24 و 48 ساعته بررسی می­شود که در این پژوهش به دلیل در دسترس بودن داده­های مربوط به شدت بارندگی 24 ساعته (روزانه) از این داده­ها استفاده شده است. یکی از ویژگی­های باران طرح نحوه توزیع مقدار باران در طول مدت بارندگی است که به آن توزیع زمانی یا الگوی زمانی باران طراحی گفته می­شود. تغییرات شدت بارندگی در طول یک واقعه بارندگی بخصوص در حوضه­های بزرگ نقش موثری بر روی هیدروگراف سیل داشته و تاثیر مستقیمی بر حجم و دبی اوج سیلاب می­گذارد (مرید و همکاران، 1376). این موضوع به دلیل کمبود اطلاعات از توزیع زمانی و مکانی بارندگی کمتر مورد توجه قرار می­گیرد و بر این اساس در شبیه­سازی هیدروگراف سیلاب خطای قابل توجهی حاصل می­شود. هدف اولیه تحلیل فراوانی، برقراری رابطه بین بزرگی فراوانی وقوع آن­ها از طریق استفاده از توزیع­های آماری می­باشد (Chow et al., 1988). داده­های مشاهده شده از یک دوره زمانی طولانی مربوط به یک سیستم رودخانه در تحلیل فراوانی تجزیه و تحلیل می­شوند. در دسترس بودن داده­ها یکی از جنبه­های مهم تحلیل فراوانی است. برآورد احتمال وقوع سیلاب­های حدی، در واقع یک برون­یابی بر اساس داده­های محدود می­باشد. بنابراین هر چه داده­های پایه بیشتر باشند، صحت برآورد از این طریق بیشتر خواهد شد. از نظر آماری برآورد حاصل از نمونه­های کوچک می­تواند منجر به پارامترهای نامعقول و غیر واقعی گردد (Rao and Hamed, 1997). در تحلیل فراوانی حداکثر شدت روزانه و سیلاب، باید رابطه واحدی بین بزرگی و دوره بازگشت مربوط به آن پیدا کرد. (Cunnane, 1989).

سوالات اصلی این تحقیق به ترتیب زیر بیان می­شوند:

1- کدامیک از توزیع­های آماری را می­توان به حداکثر شدت بارش روزانه برمبنای آزمون­های نکویی برازش در استان سیستان و بلوچستان برازش داد؟

2- براساس آزمون­های نکویی برازش کدامیک از روش­های گشتاورها و حداکثر درست­نمایی برای برآورد پارامترها بهتر است؟

در کل اهداف این پایان نامه نیز به شرح زیر می باشد:

1- تعیین توزیع آماری مناسب برای حداکثر شدت بارش روزانه در ایستگاه های مختلف سیستان و بلوچستان

2- منطقه بندی استان سیستان و بلوچستان براساس توزیع آماری حداکثر شدت بارش روزانه

کاربرد­های این پایان نامه نیز شامل بررسی و مطالعه خصوصیات مهم بارندگی مانند شدت بارش در جنوب شرق کشور و  بررسی توزیع آماری مناسب برای برازش داده های حداکثر شدت بارش روزانه در سطح استان سیستان و بلوچستان می باشد. همچنین جنبه جديد بودن و نوآوري طرح این پایان نامه در این است که در مورد توزیع های آماری حداکثر شدت بارندگی های 24 ساعته در استان سیستان و بلوچستان تاکنون تحقیق جامع و کاملی صورت نگرفته است.

فهرست مطالب

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.