گزارش نهایی طرح تحقیقاتی بررسی ارزیابی روش های درون یابی و برون یابی در برآورد توزیع مکانی بارش های پایه زمانی مختلف

بارندگی به عنوان مهمترین ورودی حوضه آبخیز به همراه انرژی، تعیین کننده اقلیم و استعداد طبیعی زیستی یک منطقه می باشد. در بسیاری از کارهای اجرایی از جمله برنامه ریزی آبخیزداری، توسعه اقتصادی و کشاورزی، همچنین در برنامه های توسعه صنعتی و شهری، مقدار ریزش جوی به عنوان یک عامل موثر و مورد نیاز می باشد. بعلاوه، بارندگی به عنوان مهمترین ورودی مدلصهای هیدرولوژیکی در تعیین آبدهی، مطالعات سیل و سیلخیزی، بیلان آبی حوضه های آبخیز، برنامه ریزی و مدیریت منابع آب و آبخیزداری می باشد، لذا، بارندگی به عنوان یکی از عوامل مهم اقلیمی موثر در توسعه اقتصادی و بخصوص توسعه کشاورزی هر منطقه می باشد. میزان بارش درگام های مختلف زمانی و توزیع مکانی آن در برنامه ریزی های کشاورزی شامل آب مصرفی و نیز نیاز آبی گیاهان، توزیع آب درمزرعه، آبیاری تکمیلی برای دیم کاری که بخصوص در نواحی زاگرس ایران بخش قابل توجهی از تولیدات کشاورزی منطقه را تشکیل می دهد، از جمله عوامل مهم و مورد نیاز می باشد. همچنین بارش در گام های زمانی متفاوت در طرحصهای حفاظت خاک و آبخیزداری از جمله اطلاعات پایه ای و مهم نیز مورد نیاز است. بنابراین، دستیابی به ارقام دقیق تر بارندگی در برنامه ریزی اقتصادی و توسعه کشاورزی هر منطقه و نیز در طرحصهای حفاظت خاک و آبخیزداری، مدیریت منابع آب، سیل خیزی و کنترل سیل ضروری می باشد. از طرف دیگر، اندازه گیری مقدار بارش در مقیاس های متفاوت زمانی در نقاطی محدود صورت می گیرد. بنابراین، دستیابی به مقدار بارش در سطح یک منطقه، نیاز به درونیابی و برون یابی مشاهدات نقطه ای بارش می باشد. هرچند که سیستم رادار توزیع مکانی بارش را نیز بدست می دهد ولی به دلیل هزینه بالا و تکنولوژی خاص، هنوز در کشور ما بکار گرفته نمی شود. لذا، دستیابی به توزیع مکانی بارش بر اساس داده های مشاهده ای نقطه ای و محدود اجتناب ناپذیر می باشد. کشور ایران دارای آب و هوایی خشک تا نیمه خشک بوده و میزان منابع آب قابل دسترس آن عمدتا از نواحی کوهستانی که دارای بارش بیشتری می باشد، سرچشمه می گیرد. بنابراین، محاسبه بارش در این گونه مناطق از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق با توجه به این که به نظر می رسد بارندگی در مقیاسصهای زمانی مختلف دارای رفتار متفاوت در توزیع مکانی باشد، لذا بارندگی در دوره های مختلف روزانه، واقعه طوفان، ماهانه، سالانه به عنوان عامل مورد بررسی مدنظر قرار گرفته و روش های مختلف زمین آمار و تکنیک های برون یابی در شبیه سازی توزیع زمانی بارش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میصدهد که در تکمیل داده های ایستگاه های باران سنجی با آمار ناقص، بازسازی داده ها در مجموع خطای برآورد بارش را افزایش می دهند. هم چنین، همگن بندی منطقه بر اساس عوامل اقلیمی و یا طبقه بندی با روش خوشه بندی و تحلیل توزیع مکانی بارش در مناطق همگن دقت برآورد در توزیع بارش را افزایش می دهد. در این تحقیق برای مقایسه کارایی روش های مختلف درون یابی در تعیین توزیع مکانی بارش از سه معیار میانگین خطای مطلق ‭(MAE)‬، میانگین انحراف خطا ‭(MBE) ‬و ضریب همبستگی داده های برآوردی و مشاهده ای که معیارهای رایجی برای ارزیابی می باشند استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بین معیارهای سه گانه مورد استفاده شامل ‭MAE‬، ‭MBE ‬و ضریب همبستگی داده های برآوردی و مشاهده ای هماهنگی وجود ندارد، بطوری که در بیشتر موارد بین نتایج ‭MAE ‬و ‭MBE ‬اختلاف می باشد. با توجه به یافته های این تحقیق در استفاده از دادهصهای بازسازی شده برای تکمیل داده های ایستگاهی، باید با دقت بیشتری صورت گیرد و در صورتی که تراکم دادهصها مناسب می باشد، از ایستگاهصهایی که نیاز به بازسازی در سال های زیادی دارند، استفاده نشود. استفاده از دادهصای بازسازی شده در مناطقی که تراکم دادهصها زیاد نیست، میصتواند به برآوردها کمک نماید، در غیر اینصصورت ممکن است باعث افزایش خطای برآوردها گردد. در مجموع، بر اساس نتایج این تحقیق برای برآورد بارندگی در مقیاس های زمانی روزانه، ماهانه و سالانه روش اسپلاین ها دارای دقت بیشتری نسبت به سایر روشصهای مورد استفاده می باشند. با وجود این توصیه میصشود ترکیب این روش ها با روش فازیصکریجینگ برای دادهصهای این تحقیق مجددا مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرند. در پایان پیشنهاد می شود که از آن جایی که بارش در مناطق کوهستانی تحت تاثیر ارتفاع تغییر می نماید و در این تحقیق هدف بررسی تغییرات در پایه زمانی بوده و فرصت بررسی تاثیر ارتفاع و یا سایر عوامل مکانی مثل طول وعرض جغرافیایی بر توزیع مکانی بارش نبوده تاکید می شود در تحقیقات نقش عوامل مکانی از جمله تغییرات ارتفاعی، طول و عرض جغرافیایی، سمت جبهه های بارش و ابعاد مکانی مناطق همگن بر تغییرات مکانی بارش مورد بررسی قرار گیرد.