عنوان

تحلیل فرسایش‌پذیری باران در سه اقلیم مختلف ایران

شماره

پ۲۷۷۸۲

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تحلیل فرسایش‌پذیری باران در سه اقلیم مختلف ایران

نام نخستين پديدآور

حسین ملک احمدی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۱۰۴ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی آب، گرایش منابع آب

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۹/۱۴

متن يادداشت

چکیده بررسی فرسایندگی باران در ایران از نظر حفاطت خاک در برابر فرسایش و تامین آب مورد نیاز مردم بسیار مهم می‌باشد. در این تحقیق از آمار بارش‌های 16 ایستگاه هواشناسی در سه اقلیم مختلف در بازه‌ی 1980 تا 2020 برای بررسی شاخص‌های تمرکز بارش PCI و CI (منحنی لورنز) و فرسایندگی MFI و R factor استفاده شد. افزون بر این، برای بررسی روند تغییرات PCI، CI، MFI و R factor از روش ناپارامتری مان-کندال استفاده شد و شیب روند از روش سن بدست آمد. از روش پتیت برای بررسی نقطه‌ی تغییر ناگهانی سری‌های زمانی استفاده شد و ماتریس همبستگی بارش سالانه و شاخص‌های PCI، CI، MFI و R factor در مقیاس سالانه نسبت به یکدیگر مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اکثر ایستگاهها در سه اقلیم مجزا دارای روند نزولی در بارندگی سالانه بودند، اما در بین آنها تنها سه ایستگاه هواشناسی گرگان، زابل و کرمان روند کاهشی معنی‌دار داشتند. میانگین شاخص PCI برای اقلیم‌های مرطوب، نیمه‌خشک و خشک به ترتیب 3/14، 75/15 و 31/36 بدست آمد که تفاوت اقلیم‌ها کاملاً قابل مشاهده می‌باشد. بیشترین مقدار PCI برابر با 66/95 و کمترین مقدار آن برابر با 22/9 بدست آمد. در بررسی روند مان-کندال PCI تنها در ایستگاه هواشناسی گرگان در اقلیم مرطوب با شیب سن 08/0 در سطح 1 درصد معنی‌دار بود. در بررسی جهش به روش پتیت تنها دو ایستگاه رشت و گرگان در اقلیم مرطوب به ترتیب در سال 1984 و 1994 جهش داشتند که میانگین بعد از جهش افزایش یافته است. میانگین شاخص CI با در نظر گرفتن روز‌های بی‌باران در اقلیم‌های مرطوب، نیمه‌خشک و خشک میانگین به ترتیب برابر با 47/89، 86/91 و 87/97 محاسبه شد، که در این شاخص نیز تفاوت سه اقلیم کاملاً ملموس می‌باشد. اما در حالتی که روز‌های بی‌باران از محاسبات کنارگذاشته شوند، نتایج CI در سه اقلیم بسیار به هم نزدیک بود. یکی از اساسی‌ترین مشکلات شاخص CI وجود منحنی‌های لورنز با مساحت یکسان اما فرم انحنای منحنی لورنز متفاوت بود، که در این مطالعه شاخص جدید تقارن (SI) به منظور حل این مشکل معرفی گردید. نتایج نشان داد که شاخص جدید تعریف شده، SI، دارای مقادیر بیشتر از یک برای تمام ایستگاههای انتخاب شده است و تمرکز بارش به طور مساوی در روزهای بارانی توزیع نشده است و وخیم‌تر از CI بدست آمده است. در بررسی روند به روش مان-کندال در اقلیم مرطوب بابلسر، رشت، گرگان و نوشهر، در اقلیم نیمه‌خشک ارومیه، تبریز و زنجان و در اقلیم خشک ایرانشهر و کرمان روند معنی‌دار (%10 α≤) داشتند و شیب سن در تمامی ایستگاه‌ها مقداری مثبت بدست آمد. در روش پتیت نیز در اقلیم مرطوب رشت، گرگان و نوشهر، در اقلیم نیمه‌خشک ارومیه و تبریز و در اقلیم خشک ایرانشهر، بندرعباس و کرمان جهش داشتند، که تمامی ایستگاه‌ها جهش مثبت داشتند. برای شاخص فرسایش MFI با در نظر گرفتن روز‌های بی‌باران در اقلیم‌های مرطوب، نیمه‌خشک و خشک میانگین به ترتیب برابر با 49/171، 14/45 و 69/38 محاسبه شد، که در این شاخص نیز تفاوت سه اقلیم کاملاً ملموس می‌باشد و مشاهده می‌شود فرسایش بارش در اقلیم‌های خشک‌تر کمتر بدست آمده است. روند مان-کندال در این شاخص تنها برای دو ایستگاه زابل و کرمان در اقلیم خشک معنی‌داری (%10 α≤) بود و شیب سن در این ایستگاه‌ها به ترتیب برابر با 33/0- و 33/0- می‎باشد. شاخص MFI تنها در ایستگاه هواشناسی زابل در اقلیم خشک جهش معنی‌دار داشته که جهش آن کاهشی بوده است. شاخص MFI با توزیع‌های آماری مختلف بررسی شد و دوره‌ی بازگشت 5، 10 و 25 ساله برای آن‌ها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که، اکثر ایستگاه‌ها از توزیع گامای دو پارامتری بیشترین تبعیت را می‌کردند (7 ایستگاه هواشناسی) و در جایگاه دوم توزیع لوگ-نرمال قرار داشت (3 ایستگاه هواشناسی). برای شاخص فرسایش R در اقلیم‌های مرطوب، نیمه‌خشک و خشک میانگین به ترتیب برابر با 66/330، 28/42 و 77/61 محاسبه شد. نکته قابل توجه در این قسمت بالاتر بودن مقدار شاخص R در اقلیم خشک نسبت به اقلیم نیمه‌خشک است. روند مان-کندال در شاخص R تنها در ایستگاه هواشناسی زابل معنی‌دار بود (%10α≤) و شیب سن در این ایستگاه برابر با 85/1- بدست آمد که در این شاخص نیز روند منفی برای فرسایش باران بدست آمده است. در روش پتیت شاخص R تنها در ایستگاه زابل در اقلیم خشک جهش داشت که همانند جهش شاخص MFI منفی بود.

متن يادداشت

AbstractInvestigating rainfall erosion in different parts of Iran is crucial to protect the soil against erosion and supply the water needed by the people. In this study, the rainfall statistics of 16 stations in three different climates were used to investigate the indicators of precipitation concentration, PCI and CI (Lorenz curve) and erosion, MFI and R factor. In addition, the non-parametric Mann-Kendall method was used to investigate trend in PCI, CI, MFI and R factor, and the slope of the trend was obtained using Sen's method. Also, Pettitt’s method was used to investigate the point of sudden change in time series, and the correlation of precipitation, PCI, CI, MFI and R factor indices were studied in relation to each other. The results showed that most of the stations in three separate climates had a downward trend in annual rainfall, but among them only three stations of Gorgan, Zabol and Kerman had significant decreasing trend. The average PCI index for humid, semi-arid and arid climates was 14.3, 15.75 and 36.36, respectively, and the difference between the climates is clearly noticeable. The highest PCI value was 95.66 and the lowest value was 9.22. In the analysis of Man-Kendal trend, only Gorgan station in humid climate with Sen’s slope of 0.08 was significant at 1% level. In the study of homogeneity by Pettitt’s method, only two stations of Rasht and Gorgan in humid climate had jumps in 1984 and 1994, respectively, which the average PCI increased after the jump. For the CI index, considering rainless days in humid, semi-arid, and arid climates, the average was calculated as 89.47, 91.86, and 97.87, respectively, in this index, the difference between the three climates is quite tangible. But in the case that the rainless days are excluded from calculation, the CI results will be very close to each other in the three climates. One of the basic problems of the CI index is Lorenz curves with the same area but different curvature. In this study, the new symmetry index (SI) was introduced to solve this problem. The results showed that the newly defined index, SI, has values greater than one for all selected stations. This shows that the precipitation concentration in all selected stations is not equally distributed on rainy days and concentration condition is worse than what the CI indicated. In Mann-Kendal method, trends in the humid climates of Babolsar, Rasht, Gorgan, and Nowshahr, in semi-arid climates of Orumiyeh, Tabriz, and Zanjan, and in arid climates of Iranshahr and Kerman were significant (α≤10%). Sen’s slope in all stations was obtained positive. In Pettitt’s method, there was jump in humid climate of Rasht, Gorgan and Nowshahr, in semi-arid climate of Orumiyeh and Tabriz, and in arid climate of Iranshahr, Bandar Abbas and Kerman, all the stations had increasing jump. For MFI erosion index, taking into account rainless days in humid, semi-arid and arid climates, average values were calculated as 171.49, 45.14 and 38.69, respectively. In this index, the difference between three climates is quite noticeable. Based on results for all climates, Rainfall erosion is smaller in drier climates. Mann-Kendall trend test was significant only for two stations of Zabol and Kerman in arid climate (α ≤ 10%) and Sen’s slope in these stations is -0.33 and -0.33, respectively, which is negative. MFI index had a significant jump in Zabol station in arid climate, which was a decreasing jump. The MFI index was analyzed with different statistical distributions and the return period of 5, 10 and 25 years was calculated for them. The results showed that most of the stations followed the two-parameter gamma distribution (7 stations) and the second place was the log-normal distribution (3 stations). For R factor in humid, semi-arid and arid climates, average was calculated as 330.66, 42.28 and 61.77, respectively. The notable point in this part is the higher value of R factor in arid climate compare to semi-arid climate. Mann-Kendall trend in R factor was significant only in Zabol station (α≤10%) and the Sen’s slope was equal to -1.85, which also shows a negative trend for rain erosion in this index. In homogeneity analysis by Pettitt’s method, R factor had jump in Zabol station in arid climate, which was negative like the jump in MFI.

عنوان گونه گون

Analysis of Rainfall Erosivity in the Three Different Climates of Iran

عنصر شناسه اي

ملک احمدی‏ ،

ساير عناصر نام

حسین ‏

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

دین‌پژوه‏،

عنصر شناسه اي

فاخری فرد،

ساير عناصر نام

یعقوب ‏

ساير عناصر نام

احمد ‏

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

تبریز