زمان تمرکز- کرپیچ (دقیقه)
۲/۱۹۵۹
زمان تمرکز- کالیفرنی (دقیقه)
۶/۱۹۶۹
زمان تمرکز- برانسی ویلیمز (دقیقه)
۴۸۵۲
۳-۲-۲- بررسی و ویژگیهای رودخانه کشکان
این رودخانه یکی از شعب مهم و پرآب رودخانه کرخه بوده و آبهای منطقه وسیعی از استان لرستان را جمعآوری و به رودخانه کرخه میرساند. رودخانههای فرعی چم زکریا، خرمآباد، چولهول و مادیانرود ( از شمال و مشرق و جنوب شرقی و مغرب آن، با جهت جریانی از شرق به غرب و از غرب به شرق و سپس جنوب) در طول مسیر به آن میپیوندد و سرانجام سیستم واحدی به نام رودخانه کشکان را تشکیل میدهد رژیم هیدرولوژیکی این رودخانه با توجه به شرایط آب و هوایی کوههای مرتفع زاگرس عمدتاٌ برفی و در دامنه کم ارتفاع بارانی میباشد. یکی از سرشاخه های اصلی این رودخانه به نام هروکاکارضا نامیده شده از دامنه کوههای ازگن و قارون واقع در مشرق شهر خرمآباد سرچشمه میگیرد و پس از تلاقی با شاخه دیگر به نام کهمان رودخانه کشکان را تشکیل میدهد. رودخانه سپس در جهت غرب جریان مییابد شعبات مختلفی را مانند ذکریا، شیخگل، سراب رفتخان، دریافت مینماید در روستای چمباغ با شاخه مهم خود با نام آب خرمآباد تلاقی مینماید ( وزارت نیرو، ۱۳۸۵). رودخانه بزرگ کشکان در میان درهای عمیق و پر پیچ و خم به موازات جاده خرمآباد- پلدختر جریان مییابد. شاخه های متعددی را از دو سوی مسیر دریافت مینماید که مهمترین آنها آب چولهول، در جهت عمومی باختر روانه میگردد و در روستای گلسفید به به رود خانه کرخه میپیوندد. این رودخانه دارای جریان آب دایمی بوده و حوزه آبریز آن عمدتاٌ کوهستانی و مرتفع بوده و مسیر آن کوهستانی و پر پیچ وخم بوده است. همچنین پهنای رودخانه از ۲۰ تا ۵۰ متر و ژرفای آن از ۱ تا ۵/۲ متر متغیر میباشد. رژیم آبی رودخانه برفی بوده و دوران پرآبی آن درماههای بهار میباشد. به علت کمعرض بودن دره رودخانه از آب آن استفاده چندانی به عمل نمیآید (وزارت نیرو، ۱۳۸۵). بررسیها نشان میدهد که رودخانه کشکان سالیانه حدود ۲۷ درصد از گذر حجمی رودخانه کرخه را به وجود می آورد این در حالی است که وسعت آن حدود ۲۱ درصد از مساحت حوزه کرخه میباشد (سورینژاد، ۱۳۸۰). رودخانه کشکان پس از طی مسافتی حدود ۳۰۰ کیلومتر در منتهی الیه جنوب شهرستان پلدختر در محل گاومیشان به رودخانه سیمره پیوسته ورودخانه کرخه را تشکیل میدهد.
۳-۲-۳- بررسی ویژگیهای توپوگرافیک و فیزیوگرافیک رودخانه کشکان
حوزه آبخیز رودخانه کشکان که در بخش مرکزی رشته کوههای چین خورده مرتفع زاگرس واقع شده است، به لحاظ موقعیت طبیعی منطقهای کاملا کوهستانی میباشد، به طوری که اطراف آن را رشته کوهای متعددی محصور کرده است. لذا از نظر ژئومورفولوژی به واحدهای کوهستانی مرتفع و کم ارتفاع، تپهها، فلاتها و تراسهای فوقانی، دشتهای پایکوهی صاف و هموار و واریزههای بادبزنی شکل(مخروط افکنههای مرکب) تقسیم بندی میگردد (سورینژاد، ۱۳۸۸).
۳-۲-۴- بررسی وضعیت پوشش گیاهی رودخانه کشکان
از نظر پوشش گیاهی کلاٌ سه کاربری عمده ( کشاورزی، جنگل، مرتع) در سطح حوزه تفکیک شده است. اراضی جنگلی بلوط به همراه سایر گونه های جنگلی حالت غالبی را داشته و گونه های مرتعی در درجه دوم اهمیت از لحاظ درصد تاجپوشش قرار داشته اند و اراضی مرتعی حالت غالب داشته و گونه های جنگلی درختی و درختچهای یا اصولاٌ حضور ندارند و یا در درجه دوم و سوم اهمیت قرار دارند. کاربریهای مرتع، جنگل، اراضی نظامی، تأسیسات، زراعت، اراضی غیر مرتعی و جنگلی به ترتیب ۷/۹۳۵۳۱، ۹/۵۹۲۴۲۸، ۴/۲۴۴۸، ۲/۸۶۴، ۹۴/۲۶۶۷۲۷ هکتار که هر کدام از انها به ترتیب ۷۸/۹، ۹۷/۶۱، ۲۶، ۹/۰،۹/۲۷ درصد از کل حوزه آبخیز را به خود اختصاص دادهاند (ویسکرمی، ۱۳۷۸).
۳-۲-۵ ویژگیهای زمین شناسی
ناهمواریهای این حوزه از نظر زمین شناسی و چینهشناسی در اثر حرکات تکتونیکی و کوهزایی آلپی در دوران سوم در منطقه زاگرس چینخورده و رو رانده به وجود آمدهاند، جنس سنگهای تشکیلدهنده آنها اغلب از آهک و مارنهای آهکی و ماسهسنگ قرمز همراه باشیل هستند که از نظر چینهشناسی در اواخر دوران دوم و اوایل دوران سوم زمین شناسی به وجود آمدهاند. از نظر ساختمانی در این حوزه طبقات آهکی با ضخامت زیاد و با ساختهای ساده و موافق بر روی هم به صورت لایه لایه و متناوب با دیگر سنگها تشکیل شده است ( سورینژاد، ۱۳۸۰). بطور کلی از نظر سنگشناسی در حوزه آبخیز کشکان دو گروه سنگهای رسوبی و آذرین وجود دارد. در زون زاگرس رورانده سنگهای رسوبی و آذرین و در زون زاگرس چینخورده فقط سنگهای رسوبی وجود دارند. سنگهای آذرین بیشتر شامل سنگهای ولکانیکی است که دارای ترکیب متوسط بوده و در مغرب شهرستان الشتر و در مجاورت با رادیولاریتها و آهکهای کرتاسه برونزد دارند. سنگهای رسوبی بیش از ۹۵ درصد از سطح کل حوزه آبخیز کشکان را در برگرفتهاند که در این میان سهم نهشتههای آبرفتی، دشتها و رودخانهها ۲۵ الی ۳۰ درصد از این مقدار میباشد (ویسکرمی، ۱۳۷۸).
۳-۲-۶ - ویژگیهای آب و هوایی
پدیده‌های مختلف آب و هوایی مانند بارندگی، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد ازجمله عوامل مؤثر وکلیدی در تعیین وضعیت پوشش گیاهی و اقلیم یک منطقه بشمار می‌روند، همچنین شدت و مدت ریزشهای جوی یکی از مهمترین عوامل موثر در وقوع سیلابها میباشد. وسعت زیاد حوزه آبخیز کشکان و پستی و بلندی فراوان کوهستانی و برخورداری از شرایط توپوگرافی رشتهکوههای مرتفع زاگرس، تأثیر بسیار زیادی در شرایط آب و هوای زاگرس در غرب و جنوب غرب ایران میباشد و با داشتن موقعیت خاص جغرافیایی خود و تأثیرپذیری از نفوذ کمفشارهای مدیترانهای و سودانی از ویژگیهای متنوعی برخوردار است و منشاء عمومی بارشهای جوی در سطح این نواحی و بعضاٌ ناشی از این دو سیستم آب و هوایی میباشد که به مدت تقریبی ۸ ماه از سال از اوایل مهر ماه و بعضاٌ تا اواخر اردیبهشت ماه در فصل بهار این سیستمها بر منطقه حکمفرما میباشد به طوری که با ورود زبانههای کمفشار مدیترانهای و سودانی به ویژه در اوایل فصل پاییز شرایط جوی ناپایداری در منطقه ایجاد شده و به دنبال آن بعضاٌ بارشهای رگبارهای شدیدی به وقوع پیوسته و باعث پدیده سیل خواهد شد. کمفشار سودانی به دلیل ماهیت گرم خود رطوبت زیادی را از دریای سرخ و خلیج فارس جذب می کند، آنگاه همزمان با آن (در برخی موارد) کمفشارهای مدیترانهای نیز با جذب رطوبت از دریی مدیترانه به طرف غرب ایران نفوذ می کند (لشکری، ۱۳۷۵). و با ادغام این دو سیستم به ویژه در محدوده حوزه آبخیز رودخانه کرخه و مرز مشترک آن با حوزه دز (حوزه کشکان) و بارشهای شدیدی ریزش کرده و سرانجام سیلابهای مهیبی در سرتاسر این ناحیه به وقوع میپیوندد (سورینژاد، ۱۳۸۰). آنچه که مسلم است شرایط آب و هوایی در این حوزه تابع این دو سیستم و تأثیر دامنه نثار کوههای زاگرس است که از نظر تقسیمات آب و هوای سرد کوهستانی، معتدل مدیترانهای و نیمهخشک گرم (نیمه گرمسیری) بر جای گذاشته است. لذا اغلب، بارندگی با آغاز فصل سرد سال شروع شده و تا اواسط بهار ادامه مییابد، همچنین این منطقه در دوره گرم سال مانند سایر نواحی ایران خشکی عظیمی بر پهنه فیزیکی آن حکمفرماست (سورینژاد، ۱۳۸۰).
- روش تحقیق
۳-۳-جمعآوری آمار و اطلاعات هواشناسی و هیدرومتری مشاهده شده
بعد از مشخص شدن منطقه مطالعاتی این تحقیق، اقدام به جمعآوری آمار و اطلاعات هواشناسی از دو منبع اطلاعاتی یعنی سازمان هواشناسی کشور و وزارت نیرو شد. داده‌های مورد استفاده باید دارای سه شرط مرتبط بودن، کفایت و درستی باشند (مهدوی،۱۳۸۷).
از این‌رو برای بازسازی، تکمیل و گسترش آمار و در سطح اعتماد مناسب، داده ها از نظر کفایت مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش از داده های ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر برای دبی جریان، دبی رسوب و دمای آب، همچنین داده های دمای روزانه از سازمان هواشناسی گرفته شد.
- آزمون همگنی داده ها: برای تست همگنی داده ها در این مطالعه از روش run test استفاده شد.
- آزمون کفایت داده ها: با انجام آزمون کفایت داده ها برای داده های طول دوره آماری، داده ها برای تجزیه و تحلیل رسوب سیلابها کافی بودند. از آنجا که از داده های یک ایستگاه استفاده شد نیازی به گرفتن دوره مشترک آماری نبود.
۳-۴ تعیین منحنی سنجه رسوب و معادله توانی آن در ایستگاه کشکان پلدختر
تعیین بار معلق بهدست آمده از هیدروگراف سیلابهای با دوره بازگشت مختلف مستلزم تعیین بار رسوبی معلق روزانه برای مقادیر Q تعیین شده در محاسبات هیدرولیک جریان و ترسیم منحنی سنجه رسوب و تعیین معادله توانی آن میباشد. منحنی سنجه رسوب و معادله توانی آن با بهره گرفتن از مقادیر دبی جریان و رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر تر سیم شد.
(۱)
در این رابطه a و b عوامل معادله هستند که به روش همبستگی تعیین میگردند. با بهره گرفتن از این معادله میتوان سهم بار معلق در هر دبی جریان را مشخص کرد.
پس از انجام آزمون همگنی و کفایت داده ها در دوره آماری ۱۳۵۸-۱۳۵۹ تا ۱۳۸۸-۱۳۸۹ برای بازسازی داده های رسوب ایستگاه کشکان پلدختر در روزهایی که اندازه گیری نشده برآورد رسوب به روش فصلی، ماهانه، دوره مشابه هیدرولوژیکی، دوره پرآب و کم آب و روش حد وسط دستهها صورت گرفت. تا بهترین روش برای بازسازی رسوب در روزهای اندازه گیری نشده مشخص شود.
۳-۴-۱- تعیین سیلابها
دوره آماری در این تحقیق از شروع سال آبی ۱۳۵۹ تا پایان سال آبی ۱۳۸۸ میباشد. گام مهم در تعیین تغییرات زمانی انتقال رسوب در مواقع سیلابی تشخیص و تعیین سیلابها میباشد که بدین منظور ابتدا هیدروگراف مربوط به سیلابها رسم، سپس مرحله ای از سیلاب که رسوب در آنها همزمان با دبی جریان اندازه گیری شده است مورد استفاده قرار گرفت. همچنین زمان وقوع سیلابها نیز مشخص شد. بعد از انجام عملیات فوق، به منظور آنالیز جریان در نرمافزار HEC RAS 4.1 دبیهای حداکثر لحظهای در دوره آماری مشخص شده، سپس با بهره گرفتن از نرم افزار HYFA نسبت به تعیین دبی با دورهبازگشتهای مختلف پرداخته و در نهایت بهترین توزیع آماری (به روش گشتاورها و تعیین کمترین مقدار خطا) مشخص شد.
۳-۵- آماده سازی داده ها برای ورود به نرمافزار
برای اجرای مدلها، به شرایط حاکم بر مدل و پدیده مورد مطالعه، داده های مورد نیاز متفاوت میباشد ولی به طور کلی داده های مورد نیاز مدلها به شرح زیر میتوان طبقه بندی کرد.
الف) داده های هندسی
این داده ها شامل پلان، مقاطع عرضی و طولی رودخانه، موقعیت و مشخصات هیدرولیکی میباشند. این داده ها با بهره گرفتن از نقشههای توپوگرافی و یا برداشتهای صحرایی تهیه میگردند. تعداد مقاطع عرضی بستگی به تغییرات شکل مقطع در طول رودخانه و دقت مورد نیاز در مطالعات دارد. در هر صورت تعداد مقاطع باید بنحوی باشد که تغییرات شدید در شکل مقطع را در نظر بگیرد. اغلب مدلها نیز این قابلیت را دارند که در صورت نیاز در بین مقاطع عرضی معرفی شده به مدل، مقاطع عرضی جدید را با بهره گرفتن از روش درونیابی تولید کنند. در هنگام برداشت اطلاعات مقاطع عرضی به این نکته باید توجه شودکه علاوه بر مقطع اصلی، سیلابدشت طرفین نیز به اندازه کافی برداشت شود.
داده های مربوط به ضریب زبری مقاطع سیلابدشت نیز در این گروه قرار گرفته است. ضریب زبری اغلب به دو صورت ضریب زبری مانینگ و یا ضریب شزی در مدلها مورد استفاده قرار میگیرد. ضریب زبری مشتمل بر دو قسمت است. زبری مربوط به مصالح بستر که بیشتر با بهره گرفتن از مشخصات منحنی دانهبندی مصالح بستر و با بهره گرفتن از روابط تجربی ارائه شده توسط محققان مختلف قابل محاسبه میباشد. بخشی از زبری نیز به فرم بستر، پوشش گیاهی و موانع موجود در مقطع بستگی دارد که در این خصوص نیز پیشنهادها، جداول و روابط مختلفی ارائه شده است که از آن جمله جداول ارائه شده توسط چاو[۱۶] میباشد. شایان ذکر است که مقدار ضریب زبری با بهره گرفتن از پیشنهادها و روابط تخمین زده می شود و از جمله عواملی میباشد که در مرحله واسنجی مدل تدقیق می شود.
ب) داده های هیدرولوژیکی
این داده ها معمولاٌ شامل جریان ورودی و خروجی از بازه مورد مطالعه می شود که بسته به شرایط حاکم بر مدل (جریان ماندگار یا غیر ماندگار) و یا اطلاعات در دسترس (بده جریان، آبنمود و رابطه بده- تراز سطح آب) به عنوان شرایط مرزی جریان در مدلها مورد استفاده قرار میگیرند. در مدلهای جریان ماندگار بده ثابت، تراز سطح آب ثابت و یا رابطه بده- تراز سطح آب به عنوان شرایط مرزی جریان و اطلاعات ورودی مدلها مورد استفاده قرار میگیرد. در مدلهای جریان غیر ماندگارآبنمود جریان (بده جریان یا تراز سطح آب- زمان و یا رابطه بده- تراز سطح آب) به عنوان ورودی شرایط مرزی جریان مورد استفاده قرار میگیرند. این داده ها معمولاٌ از طریق ایستگاههای آب سنجی که دارای تجهیزات ثبت تراز سطح آب و سرعت جریان میباشند، تهیه میشوند. برخی از خواص آب مانند دانسیته و درجه حرارت نیز به عنوان ورودی مدلها مورد نیاز میباشد که با اندازه گیری تعیین میگردند.
ج) داده های رسوب
داده های رسوب در مدلها به صورت داده های عمومی و یا شرایط مرزی مورد استفاده قرار میگیرند. دانهبندی رسوبات مصالح بستر، باربستر و بار معلق، دانسیته و چگالی رسوبات به صورت داده های عمومی رسوب در مدلها استفاده میگردد. غلظت یا بده رسوبات معلق و بار بستر (ثابت و یا تابعی از زمان)، رابطه بده جریان و بده رسوب و یا تغییرات بستر در یک مقطع مشخص (ثابت یا تابعی از زمان) بعنوان شرایط مرزی جریان رسوب در مدلها مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به تئوریهای حاکم بر مدل و اهداف مطالعه ممکن است تمام و یا بخشی از این داده ها مورد نیاز باشد. این داده ها معمولاٌ از طریق نمونهبرداری مصالح بستر و انجام دادن آزمایشهای لازم، نمونه گیری از جریان همراه با رسوب و یا با بهره گرفتن از تجهیزات ثبت غلظت رسوبات تعیین میگردند.
فرم در حال بارگذاری ...
