مدل سازی تغییرات مکانی - زمانی بارش به منظور استفاده در مدل های دینامیکی و توزیعی بارش - رواناب

هدف از پژوهش حاضر ارائه رویکردی برای مدل سازی تغییرات مکانی-زمانی بارش است که می تواند به عنوان ورودی مدل های بارش - رواناب مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور از داده های رگبار چهار ایستگاه پایش باران در حوزه آبخیز پسکوهک، واقع در 27 کیلومتری غرب شیراز، استفاده شد. پنج پارامتر ارتفاع از سطح دریا، درجه شیب، جهت شیب، طول و عرض جغرافیایی به عنوان عوامل موثر در تغییرات مکانی بارش انتخاب شد. ترکیبات مختلف این پنج پارامتر، با استفاده از آزمون گاما در نرم افزار WinGammaTM ، اولویت بندی شد. مدل سازی رگرسیونی و تعیین ضرایب عددی معادلات، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی لونبرگ-مارکوارت در محیط MATLAB انجام شد. سپس با استفاده از معیارهای ارزیابی ضریب تعیین (R^2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و دیاگرام تیلور(Taylor Diagram)، بهترین مدل انتخاب و نقشه رستری یک رگبار انتخابی در محیط Arc GIS ترسیم شد. در انتها با استفاده از رویکرد پیشنهادی استفاده از روش نسبت معادلات، مدل تغییرات مکانی-زمانی بارش نهایی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل غیرخطی درجه دو و پارامترهای ارتفاع از سطح دریا و عرض جغرافیایی، می توان با دقت بالایی، توزیع مکانی بارش را به صورت یک شبکه منظم پیکسلی (100 متر مربعی) بدست آورد (917/0 =.R^2 و 2277/0=RMSE). با توجه به اینکه در رگبارهای مختلف حوزه های کوچک، نسبت تغییرات بارش هر پیکسل به پیکسل های دیگر (از جمله پیکسل ایستگاه پایش باران) تقریبا ثابت است، بنابراین با استفاده از رویکرد پیشنهادی در این پژوهش می توان تغییرات مکانی و زمانی هر رگبار را به صورت یک ماتریس سه بعدی در منطقه مدل سازی کرد.