بهزاد رایگانی (راهنما)

بررسي تغييرات سطح پوشيده از برف و برآورد رواناب حاصل از ذوب برف با استفاده از تصاوير ماهوارهاي MODIS در حوزه آبخيز سد زاينده رود

چکیده:

پوشش برفي يکي از منابع بزرگ آب در بيشتر نقاط دنيا و همچنين مناطق کوهستاني مي­باشد. پوشش برفي و آب معادل آن حدود يک سوم از آب مورد نياز براي فعاليتهاي کشاورزي و آبياري را در سراسر کره زمين تامين مي­کند. به همين خاطر برآورد ميزان آب و يا محتواي آبي پوشش برفي و برآورد رواناب ناشي از ذوب برف يکي از فعاليتهاي عمده هيدرولوژيستها به حساب مي­آيد. به منظور محاسبه رواناب ناشي از ذوب برف روشهاي مختلفي ارائه و پيشنهاد شده است كه اكثراً نياز به پايش مداوم پوشش برفي دارند. اکثر روشهاي کارآمد پايش پيوسته پوشش برفي بر پايه سنجش از دور توسط تصاوير ماهواره­اي مي­باشد. از پر کاربردترين روشهاي پيشنهادي براي برآورد رواناب ناشي از ذوب برف، روش رواناب ذوب برف(SRM) مي­باشد که بوسيله پارامتر درجه حرارت روزانه، دبي رواناب برف را محاسبه مي­کند. بدليل ناحيه­بندي و استفاده از يک درجه حرارت در هر ناحيه و همچنين فرض بر ثابت بودن ضرايب آن در طي فصل ذوب، اين روش در برخي نقاط دنيا جواب مناسبي نداده است. به همين خاطر و بدليل نياز به يک روش ساده و دقيق براي محاسبات مربوط به رواناب برف، با در نظر گرفتن اصل مدل فوق و نياز به رفع مشکلات آن در اين تحقيق سعي برآن شد که روشي جديد، ساده و کاربردي براي اين منظور بدست آيد. در اين تحقيق با استفاده از درجه حرارتهاي حداکثر و متوسط روزانه و وسيله اندازه­گيري ميزان ذوب روزانه برف   و همچنين تصاوير ماهواره­اي موديس، رواناب برف با روشي کاملاً جديد و پيشنهادي مورد محاسبه قرار گرفت. با استفاده از نتايج اين تحقيق مشخص شد که با استفاده از تصاوير ماهواره­اي موديس مي­توان با دقت بسيار مناسبي سطح پوشيده از برف را نقشه­برداري نموده و آنرا براي محاسبات مربوط به توده برفي مورد استفاده قرار داد. همچنين با بررسي­هاي مختلفي که بر روي تصاوير ماهواره­اي انجام گرفت، با روشهايي جديد تغييرات سطح برف در زمانهايي که تصاوير ماهواره­اي وجود نداشتند، برآورد شد و در مقايسه با واقعيت، دقت روش بسيار خوب ارزيابي شد. معادلاتي براي محاسبه ميزان ذوب برف ناشي از تغييرات درجه حرارت بدست آمد که تطبيق بسيار مناسبي با واقعيت داشتند. با توجه به تغييرات دبي، معادلاتي نيز براي برآورد دبي از ذوب روزانه برف بدست آمد. نتايج اين معادلات نيز با واقعيت اندازه­گيري شده تطبيق مناسبي نشان دادند. با توجه به مشکلاتي که در برآورد رواناب برف در SMR وجود دارد، در اين روش از واحدهاي کوچکتر کاري و در حقيقت پيکسلهاي تصاوير ماهواره­اي و اعمال مستقيم درجه حرارت بر روي اين واحدها صورت گرفت. سپس کل منطقه به جهت­هاي مختلف شيبي تقسيم شد و در هر جهت ضرايب مستقيماً وارد شدند تا رواناب برف در هر واحد کاري بدست آيد. نتايج نهايي اين روش تحقيق نشان داد که اين روش دقت مناسبي داشته وخطاي آن در حد قابل قبول مي­باشد