شبيه سازي هايتوگراف بارش بر اساس رونديابي مخازن متوالي

Simulation of rainfall hyetograph based on cascades tanks routing

از آنجا كه انجام بسياري از تحقيقات آب و خاك نيازمند ايجاد باران مصنوعي مي­باشد، لذا دستگاه‌هاي شبيه‌ساز باران يك ابزار كاربردي در اين زمينه تحقيقاتي مي‌باشد. به همين دليل، تا كنون در تحقيق‌هاي مختلف، دستگاه‌هاي شبيه‌ساز باران متنوعي، طراحي، ساخته و به‌كار گرفته شده‌اند. هر چند دستگاه‌هاي شبيه‌ساز ساخته شده تا كنون امكان شبيه‌سازي ميزان شدت بارش را فراهم مي­آورند، ولي در عين حال شبيه‌­سازي تغييرات زماني بارش به‌وسيله اين دستگاه­‌ها نيازمند سيستم­‌هايي پرهزينه و پيچيده­­اي بوده كه امكان استفاده از آن‌ها را در آزمايش­‌هاي صحرايي مشكل مي­‌نمايد. لذا، در اين تحقيق، سعي شد تا با كمك روند‌يابي مخازن متوالي دستگاه شبيه‌ساز بارشي طراحي و ساخته شود كه در عين سادگي و هزينه پايين ساخت، بتواند امكان ايجاد هايتوگراف­ بارش را همانند بارش‌هاي طبيعي فراهم آورده و در آزمايش­‌هاي صحرايي بدين منظور مورد استفاده قرار گيرد.نتايج واسنجي دستگاه نشان‌دهنده خطاي كمتر از پنج درصد مي‌باشد. همچنين، نتايج نشان­‌دهنده شبيه‌سازي هايتوگراف مشاهداتي بارش ايستگاه نياوران با اين دستگاه با خطاي 6.1 درصدي است. همچنين، اين دستگاه امكان شبيه‌سازي بارش و ايجاد هايتوگراف بارش تا مدت زمان بارش سه ساعت و شدت 30 ميلي­‌متر بر ساعت را دارا مي‌باشد. لذا، دستگاه پيشنهادي و مدل عددي آن مي‌تواند براي ايجاد هايتوگراف بارش مصنوعي در آزمايش­‌هاي ميداني بررسي نفوذ آب باران و فرسايش پاشماني كاربرد داشته باشد.

Since most of water and soil researches require artificial rainfall simulation, thus rainfall simulators are applied instruments in this field of study. For this reason, various rain simulators have been designed, built and employed in researches till now. Even though all rainfall simulators provide good simulation for rainfall intensity, but simulation of varied rainfall are expensive and complicated, and their field studies cannot conducted easily. Thus, in this research, in order to simulate rainfall similar to natural rain and applicable for field tests, it is aimed to design and build a simple and affordable rainfall simulator using flow cascades reservoirs (tanks) routing. The result of calibration of simulator showed its error less than 5%. Moreover, simulation of observed hyetograph of Niyavaran station showed an error of 6.1%. The simulator can simulate hyetographs with three hours duration and 30 mm per hour of intensity. Consequently, the proposed instrument and its numerical model can be applied for simulating artificial rainfall hyetograph in rainfall erosion and infiltration field research tests.