استفاده از تحلیل‌ سری زمانی در تعیین زمان تأخیر رواناب در حوضه جهان‌بین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آب‌شناسی سازمان آب و برق خوزستان

2 دانشیار بخش زمین‌شناسی دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشیار بخش آمار دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

یکی از مسائل مهم در مطالعات هیدرولوژی حوضه‌ها، تعیین زمان تأخیر حوضه نسبت به بارش می‌باشد. میزان تأخیر یک حوضه نسبت به بارش، به عوامل مختلفی بستگی دارد که از آن جمله، نفوذپذیری، پوشش گیاهی، شیب حوضه، شدت و مدت بارش و هم‌چنین رژیم بارش منطقه می‌باشد. به دست آوردن این زمان تأخیر در مطالعات مختلف از جمله طراحی سدها، بندها و هم‌چنین مطالعات منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است. زمان تأخیر حوضه‌ها به روش‌های مختلفی محاسبه می‌گردد که یکی از این روش‌ها تحلیل‌ چگالی‌ طیفی سری زمانی است. این تحلیل‌ها بر مبنای سری‌های فوریه و اساساً با تقریب زدن یک تابع با جملات سینوسی و کسینوسی در معادله سری زمانی انجام می‌گیرند. در این روش‌، هارمونی‌های معنی‌دار مجزا و در غالب نوسانات در فرکانس‌های مشخص نمایان می‌گردند. از روش‌های چگالی طیفی سری زمانی در قالب سری‌های زمانی دو گانه می‌توان برای بررسی ارتباط و به دست آوردن میزان تأخیر رواناب حوضه‌ نسبت به نوسانات سالیانه و کوتاه مدت بارش منطقه استفاده کرد. با توجه به این که بخش عمده‌ای از زمان تأخیر حوضه‌هایی با رژیم برف و باران، حاصل ذوب برف و روزهای یخبندان می‌باشد، در این تحقیق با استفاده از روش‌های چگالی طیفی میزان تأخیر حوضه آبریز جهان‌بین که دارای رژیم دو گانه باران و برف می‌باشد، در نوسانات کوتاه مدت و بلندمدت محاسبه گردید و مشخص شد که حوضه آبریز جهان‌بین در رژیم‌های سالیانه تأخیری معادل 1/2 ماه، و در نوسانات کوتاه مدت بارش با دوره پریودهای 3، 4 و 2 ماه، تأخیر حوضه 0/18، 0/5 و 0/038 ماه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Time Series Analysis in Determination of Lag Time in Jahanbin Basin

نویسندگان [English]

  • Seied Yahya Mirzaee 1
  • Manouchehr Chitsazan 2
  • Rahim Chinipardaz 3
1 M.Sc. Khoozestan Water and Energy Organization
2 Assoc.Prof. Ahwaz Chamran University
3 Assoc.Prof. Ahwaz Chamran University
چکیده [English]

 









شماره 51- سال 1383                                                                                                                        آب و فاضلاب
 





 



One of the important issues that have significant role in study of hydrology of basin is determination of lag time. Lag time has significant role in hydrological studies. Quantity of rainfall related lag time depends on several factors, such as permeability, vegetation cover, catchments slope, rainfall intensity, storm duration and type of rain. Determination of lag time is important parameter in many projects such as dam design and also water resource studies. Lag time of basin could be calculated using various methods. One of these methods is time series analysis of spectral density. The analysis is based on fouries series. The time series is approximated with Sinuous and Cosines functions. In this method harmonically significant quantities with individual frequencies are presented. Spectral density under multiple time series could be used to obtain basin lag time for annual runoff and short-term rainfall fluctuation. A long lag time could be due to snowmelt as well as melting ice due to rainfalls in freezing days. In this research the lag time of Jahanbin basin has been determined using spectral density method. The catchments is subjected to both rainfall and snowfall. For short term rainfall fluctuation with a return period  2, 3, 4 months, the lag times were found 0.18, 0.5 and 0.083 month, respectively.

1- بیگلری، ب.ن.، سامانی، م.، (1382). "بررسی سری زمانی بارش- رواناب سطح و مطالعات زمان تأخیر در حوضه آبریز بازفت"، هفتمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه اصفهان.
2- رئیسی، ع.، (1380). "استفاده از روش‌های استوکستیک در مطالعه تغییرات آب و هوایی جنوب ایران"، دومین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم، سازمان هواشناسی کشور، تهران.
3- Brighitte, E.J., and Hendry, M. J., (2003). "Application of Harmonic Analysis of Water Levels to Determine Vertical Hydraulic Conductivities. Ground Water", Vol. 41, No. 40, pp: 514-522.
4- Biddiscombe, E. F., and Rorers, A. L., (1985). "Response of Groundwater Level to Rainfall and Leaf Growth of Farm Plantain Near Salt Seeps", J. Hydrology, No. 78, pp: 19-34.
5- Chatfield, C., (1989). "The Analysis of Time Series: An Introduction: Chapman and Hall", London.
6- Chow, V.T., and Kareliotis, S. J., (1970). "Analysis of Stochastic Hydrologic Systems", Water Resources Res., No. 16, pp. 1569-1582.
7- Padilla, A., Puldo-Bosch, A., Cavache, M. L., and Vallejos, A., (1996). "The ARMA Model Applied to the Flow of Karst Spring: Water Resources Bulletin", Vol. 32, No. 5, pp: 917-228.
8- Quimpo, R.G., (1968). ”Autocorrelation and Spectral Analysis in Hydrology", J. Hydraulic Division, ASCE, Vol. 94, No. Hyd2, pp: 363-373.
9- Samani, N., E., Raeissi, and Soltani, A.R.,  (1994). "Modeling the Stochastic Behavior of the Fars River", J. Sciences", IRI, Vol. 5, No. 1-2 pp: 49-58.