تحلیل الگوی داخلی رگبارها بااستفاده از روش گوردجی (مطالعه موردی: استان گلستان)

زمینه و هدف: در دهه های اخیر، افزایش جمعیت از یکسو و تغییرات اقلیمی و پیامدهای ناگوار مربوط به آن ها از سوی دیگر، باعث ایجاد بحران منابع آبی در کره زمین از جمله ایران شده است. در چنین شرایطی، مدیریت صحیح و استفاده بهینه از منابع آبی، بسیار حائز اهمیت می باشد. از جمله عوامل موثر در استفاده بهینه از منابع آبی، می توان به شناخت دقیق الگوی رگبارها در طول مدت دوام آن ها اشاره کرد. بدین منظور، در این مطالعه، رگبارهای ثبت شده در سه ایستگاه باران سنجی استان گلستان بنام های، آق قلا، مراوه تپه و مینودشت در نظر گرفته شد و الگوی بارشی آن ها با استفاده از روش های مختلف نظیر رسم منحنی های هاف، هیتوگراف بارش طرح و روش گرجی تحلیل شدند. روش پژوهش: ابتدا، رگبارهای به ثبت رسیده در هر ایستگاه ، بر اساس مدت دوام، به سه کلاس بارشی متمایز تفکیک شدند. آنگاه، برای هر یک از کلاس های بارشی در ایستگاه های منتخب، منحنی های هاف رسم گردید. با لحاظ کردن منحنی هاف میانه (50 درصد)، الگوی بارشی رگبارها از نظر چارکی تعیین شد. همچنین، از روی منحنی هاف میانه، هیتوگراف بارش طرح کلاس های بارشی برای ایستگاه های منتخب استخراج شد. در ادامه، میزان تغییرپذیری الگوهای بارشی با توجه به 1) اختلاف دو منحنی هاف 80 و 20 درصد (v) در سه مقطع زمانی بی بعد (25، 50 و 75 درصد) و همچنین، 2) ارتفاع منحنی هاف میانه (d50) در مقاطع زمانی مذکور، تحلیل و الگوی بارشی ایستگاه ها در کلاس های بارشی مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. یافته ها: نتایج نشان داد که فرم منحنی های هاف ترسیم شده در ایستگاه های منتخب، در کلاس های بارشی سه گانه با یکدیگر تفاوت داشتند. همچنین، نتایج حاکی از آن بود که تیپ بارشی رگبارها در همه ی کلاس های بارشی و همه ی ایستگاه ها، از نوع چارک دومی بود. با توجه به هیتوگراف های بدست آمده، معین شد که در هیچ یک از ایستگاه های منتخب و کلاس های بارشی سه گانه، در بازه های زمانی ده درصدی، عمق بارش جزئی بیش از 15 درصد کل آن نبوده است. نتایج روش گرجی نشان داد که در ایستگاه آق قلا، بیشترین مقدار v در هر سه مقطع زمانی 25، 50 و 75 درصد، متعلق به کلاس بارشی بیش از 12ساعت بود. درحالیکه، بیشترین مقدار v در هر سه مقطع زمانی مذکور، در ایستگاه های مراوه تپه و مینودشت بود که به کلاس بارشی 6-0 ساعت مربوط می شد. همچنین، نتایج نشان داد که بیشترین مقادیر d50 در کلاس های بارشی 6-0 و 12-6 ساعت در هر سه مقطع زمانی مذکور، به ترتیب، متعلق به ایستگاه های مراوه تپه و آق قلا بود. بیشترین مقادیر d50 در کلاس بارشی بیش از 12 ساعت، و در مقاطع زمانی 25 و 75 درصد، مربوط به ایستگاه مینودشت بوده اما در مقطع زمانی 50 درصد متعلق به ایستگاه آق قلا بود.نتایج: در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که برای یک ایستگاه معین و کلاس بارشی دلخواه، هر چه مقدار v محاسبه شده در هر یک از مقاطع زمانی بی بعد (25، 50، 75 درصد)، کمتر باشد، میزان مشابهت الگوهای بارشی در آن کلاس بیشتر است. هر چه مقدار v در هر یک از مقاطع زمانی مذکور بیشتر باشد، میزان مشابهت الگوهای بارشی در آن کلاس بارشی، کمتر است. نتایج این مطالعه می تواند مورد استفاده هیدرولوژیست ها در مدیریت منابع آبی از جمله، ذخیره و زهکشی آب مازاد حاصل از باران، و هشدار و کنترل سیلاب های مخرب قرار گیرد.

analysis of internal pattern of storms using the gordji method (case study: golestan province)

background and aim: in recent decades, the increase in population on the one hand and climate changes and their unfortunate consequences on the other hand have caused a crisis of water resources in the earth including iran. in this situation, the right management and optimal use of water resources is very important. among the efficient factors in the optimal use of water resources, it can be pointed out to the accurate identification of storm pattern during their duration. for this purpose, in this study, the recorded storms in the three rain gauge stations of golestan province, namely, aqqala, maraveh tappeh, and minudasht were considered and their rainfall patterns were analyzed using different methods namely plotting the huff curves, designing storm hyetographs and gordji method.method: at the first stage, the recorded storms in each of the stations were separated into three distinct rainfall classes based on duration. then, the set of huff curves was plotted in each of the rainfall classes and in the selected stations. incorporating the median huff curve (50%), the pattern of storms is determined in terms of quartiles. also, from the median huff curve, design storm hyetographs of the rainfall classes extracted for the selected stations. in the following, the variability of rainfall patterns was analyzed according to the i) the difference between the 80% huff curve and the 20% huff curve (denoted by v) in the three dimensionless time points (25, 50, and 75 percent), and ii) the height of the median huff curve (d50) in the mentioned time points. then the patterns of the stations were compared with each other in different rainfall classes.results: the results showed that the shape of plotted huff curves in the selected stations was not same in the three rainfall classes. also, the results indicated that the form of the rainfall patterns was the second quartile type in all the rainfall classes, and in all the stations. according to the plotted hyetographs, it was found that considering the 10% time increments, the amount of partial rain was not greater than 15% of total rain in the selected stations, and in the three rainfall classes. the results of the gordji method showed that in the station aqqala, the largest value of v in all the three-time points, i.e. 25%, 50%, and 75%, belonged to the more than 12 hours class. while, in the stations of maraveh tappeh and minudasht, the largest value of v in all the three mentioned time periods belonged to the 0-6 hour class. also, the results showed that the highest values of d50 in two classes namely 0-6, and 6-12 hours in all three mentioned time periods, belonged to the stations maraveh tappeh and aqqala, respectively.the highest values of d50 in the rainfall class of more than 12 hours, and in the time scales of 25% and 75% belonged to the station minudasht, but in the case of the 50% time scale, it belonged to the station aqqala.conclusion: in general, it can be concluded that for a given station and for an arbitrary rainfall class, the lower v for each of the dimensionless time scales (i.e. 25, 50, 75% of rainfall duration), the more similarity for the rainfall patterns. in each of the mentioned time scales, as the v increases in a given class, the similarity decreases in that class.the results of this study can be used by hydrologists in water resources management, including the storage, and drainage of excessive rainwater, and warning and control of destructive floods.