حوضه آبریز و پارامترهای آن
لطفا به این مطلب رای دهید
(2 رای)

لینک کوتاه مطلب:

حوضه آبریز

تعریف حوضه آبریز

حوضه آبریز بخشی از خشکی است که تمام آب بارش یافته و یا جاری شده در آن به یک نقطه انتهایی برسد. با آنچه که تعریف شد میتوان به این نتیجه رسید که داخل حوضه های آبریز، رودخانه ها، جاده ها، جنگل ها و حتی شهرها نیز قرار دارند.

تعریف حوضه آبریز
تعریف حوضه آبریز

وقتی حوضه آبریز بارندگی را دریافت می کند، قسمتی از بارندگی، قبل از رسیدن به شبکه آبراهه ها، روی سطح حوضه به صورت یک جریان روسطحی (overland flow) جاری می شود. سپس این جریان ها جمع شده و تشکیل رودخانه اصلی را داده و نهایتا از نقطه خروجی یا نقطه تمرکز خارج می شود. یعنی شیب نقاط به گونه ای است که آب ها به سمت نقطه خروجی هدایت می شوند.

مرز هر حوضه آبریز، خط الراس ارتفاعات آن است یعنی اگر دو حوضه کنار هم باشند، مرزهای جداکننده آن، خط الراس ارتفاعات است. بنابراین اشل مکانی که تحلیل های هیدرولوژیک روی آن انجام می شود، حوضه آبریز یا بخشی از آن است.

 

شبکه رودخانه

اجزای حوضه آبریز
اجزای حوضه آبریز

به مجموعه آبراهه هایی که در سطح حوضه آبریز عمل تخلیه جریان سطحی را انجام می دهند شبکه رودخانه گویند. این شبکه نشان دهنده چگونگی تخلیه رواناب از حوضه بوده و شامل موارد ذیل می باشد:

  • رودخانه دائم: ۹۰٪ اوقات دارای آب
  • رودخانه فصلی: کمتر از ۵۰٪ اوقات آب دارد
  • مسیل: فقط در هنگام بارندگی ها آب دارد

 

فیزیوگرافی حوضه آبریز

ویژگی های فیزیکی حوضه روی رواناب، میزان دبی سیلابی و بیلان یک حوضه آبریز تاثیر فراوان دارد. تعدادی از این ویژگی ها عبارتند از:

  • مساحت حوضه
  • محیط حوضه
  • طول آبراهه
  • ضریب فشردگی حوضه
  • تراکم زهکشی
  • شیب متوسط حوضه
  • شیب آبراهه
  • ارتفاع متوسط حوضه

 

مساحت حوضه آبریز

مساحت حوضه مهم ترین عامل فیزیکی بوده که دبی اوج و شکل حوضه به آن بستگی دارد. برای تعیین مساحت حوضه ابتدا باید محدوده مربوط به حوضه را بر روی نقشه توپوگرافی تعیین نمود.

این محدوده شامل خط الراس هایی است که منطقه را به نحوی محدود می سازد که کلیه آب های ناشی از بارندگی در این سطح به سمت یک نقطه خروجی که معمولا مجهز به ایستگاه اندازه گیری است هدایت می کند. پس از محدود کردن حوضه میتوان مساحت را محاسبه نمود. در ذکر مساحت حوضه باید به نقطه تمرکز آن نیز اشاره کرد (به استثنای حوضه های بسته)

محاسبه مساحت حوضه آبریز
  • استفاده از کاغذ یا روش شطرنجی
  • استفاده از روش نواری
  • استفاده از وسیله ای به نام پلانی متر
طبقه بندی حوضه آبریز بر مبنای مساحت
  • حوضه آبریز کوچک: کمتر از ۱۰۰ کیلومتر مربع
  • حوضه آبریز متوسط: بین ۱۰۰ کیلومتر مربع تا ۱۰۰۰ کیلومتر مربع
  • حوضه آبریز بزرگ: بزرگتر از ۱۰۰۰ کیلومتر مربع

 

محیط حوضه آبریز

به طول خط تقسیم آب گفته می شود که حوضه آبریز را از حوضه های مجاور جدا می سازد. معمولا با منحنی سنج اندازه گیری می شود.

 

طول آبراهه اصلی

فاصله بین نقطه خروجی حوضه (در مسیر آبراهه حوضه) تا مرز آن. نظر به اینکه آبراهه تا مرز حوضه ادامه ندارد، لازم است که آبراهه را تا مرز حوضه به گونه ای دنبال کنیم که بیشترین حجم آبگذری را داشته باشیم.

 

شکل حوضه

  • حوضه های کشیده
  • حوضه های پهن
  • حوضه های بادبزنی
نمایه های مربوط به شکل حوضه آبریز
  • دایره و مستطیل معادل
  • عامل شکل و فرم حوضه
  • ضریب فشردگی
  • نسبت دایره ای
  • نسبت کشیدگی
  • طول و عرض مستطیل معادل
  • فاصله تا مرکز ثقل

 

ضریب فشردگی (روش گراولیوس)

این ضریب از نسبت محیط حوضه (P) به محیط دایره ای (‘P) که سطح آن معادل سطح حوضه (A) است بدست می آید. روش محاسبه به صورت زیر است:

معادله ضریب فشردگی حوضه آبریز
معادله ضریب فشردگی حوضه آبریز

این ضریب بدون بعد است؛ برای حوضه های تقریبا گرد یک و برای حوضه های کشیده ۱.۵ تا ۲.۵ می باشد.

 

ارتفاع حوضه آبریز

ارتفاع حوضه نسبت به سطح دریا، نشان دهنده موقعیت اقلیمی آن حوضه است.

ارتفاع میانه حوضه: رقومی که ۵۰% مساحت اراضی حوضه ارتفاعی بالاتر از آن و ۵۰% مساحت حوضه ارتفاعی کمتر از آن را داشته باشند.

نحوه توزیع ارتفاعات در حوضه ها معمولا با دو نمودار هیپسومتری و آلتی متری رسم می شوند.

 

شیب متوسط حوضه آبریز

برای محاسبه این شاخص از فرمول هورتون استفاده می شود. این خصوصیت نقش اساسی در میزان رواناب و مقدار نفوذ دارد و رابطه آن به شرح زیر است:

معادله شیب حوضه آبریز
معادله شیب حوضه آبریز

که در آن:

  • S : شیب متوسط حوضه به درصد
  • z : اختلاف ارتفاع بین خطوط میزان منحنی بر حسب کیلومتر
  • li : طول خطوط میزان منحنی واقع در محدوده حوضه بر حسب کیلومتر
  • A : مساحت حوضه بر حسب کیلومترمربع

شیب متوسط حوضه را به تقریب میتوان از فرمول زیر بدست آورد:

معادله تقریب شیب متوسط حوضه آبریز
معادله تقریب شیب متوسط حوضه آبریز

که در آن Hmax و Hmin به ترتیب حداکثر و حداقل ارتفاع حوضه و A مساحت حوضه بر حسب کیلومترمربع است.

 

جهت شیب حوضه آبریز

عامل جهت شیب از نظر تاثیر آن بر بعضی فرایندهای هیدرولوژیک مانند ذوب برف ها و تنوع پوشش گیاهی در حوضه های آبریز حائز اهمیت است. جهت حوضه را به طرق مختلف میتوان اندازه گیری و توصیف کرد.

یک روش آن است که فقط جهت عمومی حوضه را در نظر بگیریم مثلا یک حوضه ممکن است در دامنه های شمالی یک رشته کوه قرار گیرد در این صورت کلا مشخص است که جهت شیب حوضه رو به شمال است. ممکن است بطور دقیق تر برای تعیین جهت حوضه جهات چهارگانه (شمال، شرق، جنوب و غرب) و یا جهات هشت گانه مورد بررسی قرار گیرد. در مطالعات آبخیزداری از نظر تاثیری که در جهت دامنه های حوضه بر نوع فرسایش خاک دارد لازم است نقشه جهت شیب نیز تهیه شود.

 

تراکم زهکشی

نسبت طول کل شبکه هیدروگرافی شامل کلیه آبراهه ها (فرعی و اصلی) به مساحت حوضه، تراکم زهکی را نشان می دهد. این خصوصیت بیانگر وضعیت رواناب و فرسایش در قسمت های مختلف آن می باشد. رابطه آن به صورت زیر است:

معادله تراکم زهکشی
معادله تراکم زهکشی

که در آن:

  • Dd : تراکم زهکشی بر حسب کیلومترمربع
  • Li : طول آبراهه بر حسب کیلومتر
  • A : مساحت حوضه بر حسب کیلومترمربع

 

زمان تمرکز

حداکثر زمانی که طول می کشد تا آب از دورترین نقطه حوضه مسیر هیدرولوژیکی خود را طی کرده و به نقطه خروجی برسد، زمان تمرکز نام دارد.

زمان تمرکز حوضه آبریز
زمان تمرکز حوضه آبریز

 

(۲ رای)
برای سهولت دسترسی شما کاربران عزیز به آخرین مطالب و اخبار سایت تصمیم گرفتیم تا خبرنامه ایمیلی انجمن علوم مهندسی آب را راه اندازی کنیم. عضویت در این خبرنامه رایگان بوده و برای عضویت کافی است نام و ایمیل خود را وارد کنید

One Reply to “حوضه آبریز و پارامترهای آن”

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *