منظور از مطالعات حاضر بررسی و شناخت تحقیقات آب و هوایی و تعیین اقلیم حوضه مذکور می باشد که برای رسیدن به این مقصود لازم است آمار و اطلاعات ایستگاه های هواشناسی مجاور آن مورد بررسی و تجزیه قرار گیرد.
برای تعیین پارامترهای هواشناسی از ایستگاه کلیماتولوژی فریدونشهر که در فاصله 30 کیلومتری شمالشرقی ونزدیکترین و کاملترین ایستگاه به حوضه مربوطه می باشد استفاده شده است و این ایستگاه در ارتفاع 2490 متری نسبت به سطح آزاد دریا و بین طول 0 عرض و 0 در 170 کیلومتری غرب اصفهان قرار دارد لذا پس از تحقیق و بررسی و تکمیل آمار 25 ساله فریدونهشر(1355 – 1354 الی 1379 – 1378) پارامتر های هواشناسی، محاسبه و نتیجه آن در جدول شماره (1) درج شده است.
نگاهی به موقعیت طبیعی منطقه و عوامل اصلی که سازند های بنیادی بشمار می آیند مشخص می سازد که آب وهوای منطقه مطالعاتی متأثر از دو ویژگی اصلی است.
الف- کوهستانی بودن منطقه که تقریباً بر تمامی پدیده های هواشناسی اثر می گذارد و فاکتور اصلی تنوع اقلیمی آن به شمار می آید.
ب- بخش های غربی منطقه در معرض جریانهای مرطوبی است که از بخش شمال غربی، غرب، و جنوب غربی، منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد و در صعود هوا بر دامنه کوه ها بخش اعظم بار رطوبتی آن، بصورت نزولات جوی برف و باران تخلیه می گردد.
ج- بخش شرقی در معرض ریزشهای هوایی است که در بخش غربی، تحت تأثیر فرسایش رطوبتی پشگفته قرار گرفته است و بدین دلیل میزان بارش از غرب به شرق کاهش می یابد.
بطورکلی اساس گردشهای جوی اختلاف در جه حرارت بین قطبین و استواست.
محرک های اصلی جریانهای هوا در ایران مراکز کم فشار و پرفشاری هستند که نیمکره شمالی و برروی فلات ایران تشکیل می شوند مرکز پرفشار بعنوان مرکز هدایت و صدور جریانات جوی مراکز کم فشار بعنوان مرکز مکش و جذب آنها عمل می کنند.
معمولاً در عرض های جغرافیایی متوسط، حرکت توده ها و جریانات هوا از باختر به خاور می باشد وکشور ایران به دلیل قرار گرفتن در عرض جغرافیایی متوسط دارای جریانات کلی باختری می باشد که سیستم فشار زیاد دینامیکی جنب حاره بر روی آن کاملاً گسترش می یابد.
4-2- ریزشهای جوی ماهیانه:
یکی از پارامترهای اساسی در مطالعات آبخیزداری بررسی و شناخت ریزشهای جوی ماهیانه بوده که با استفاده از آن در مدیریت آبخیزداری می توان پوشش گیاهی، آب و خاک را با برنامه ریزی و اجرای طرح های مناسب رشد و توسعه داد.
برای محاسبات ریزشهای جوی میانگین ماهیانه و سالیانه از ایستگاه کلیماتولوژی فرویدونشهر استفاده شد است.
لذا بررسی توزیع بارندگی ماهیانه که نشان دهنده رژیم بارندگی هر منطقه می باشد بیانگر مدیترانه ای بودن رژیم بارندگی منطقه است این رژیم در بهار و پائیز بر بخش وسیعی از ایران حاکم است بطور کلی در این رژیم، بارندگی ماهیانه کاهش یافته و بالاخره در فروردین ماه و اردیبهشت ماه بارنگی منظم در منطقه خاتمه می یابد.
از این رو حجم عمده ریزشهای جوی در فصل پائیز و زمستان متمرکز می باشد و فصل خشک سال از اواخر اردیبهشت ماه تا اوایل مهر می باشد.
توزیع و تغییرات بارندگی ماهیانه و فصلی فریدونشهر در جدول(3) و نمودارهای (1) و (2) رسم شده است.
بررسی این نتایج که معرف رژیم بارندگی منطقه می باشد، نشان می دهند که بطور کلی بیشترین میزان بارندگی غالباً در اسفندماه ریزش می نماید و در برخی موارد بهمن ماه بعنوان پرباران ترین ماه شناخته شده است.
جدول شماره(4) ریزشهای جوی ماهیانه فردونشهر از سال آبی 55-1354 الی 79-1378 درج شده است.
براساس این جدول بیشترین بارندگی ماهیانه در آذرماه به میزان 270 میلیمتر و کمترین میزان بارندگی ماهیانه در ماههای فصل تابستان که بسیار ناچیز است.
همچنین طی این دوره آماری سال آبی 72-1371 میلیمتر بارندگی مرطوبترین سال و سال آبی 64- 1363 با 9/292 میلیمتر خشکترین سال می باشد.
در نمودارهای شماره(3) و (5) به ترتیب تغییرات ماهیانه حداقل، متوسط وحداکثر بارش – درصد تجمعی بارش ماهیانه و ضریب تغییرات بارش ماهیانه فریدونشهر ترسیم شده است.
جدول شماره(3): توزیع بارندگی ماهیانه و فصلی ایستگاه فریدونشهر 4-3- بارندگی سالیانه: بررسی آمار و اطلاعات هواشناسی از ریزشهای جوی سالیانه ایستگاه فریدونشهر گویای آن است که طی دوره آماری کمترین بارش مربوط به سال 1364- 1363 بارندگی 293 میلیمتر و بیشترین مقدار مربوط به 1372- 1371 با بارندگی1198 میلیمتر می باشد.
میانگین ریزشهای جوی سالیانه فریدونشهر طی دوره آماری 25 ساله حود 4/528 میلیمتر به دست آمد.
همچنین تغییرات سالیانه بارندگی فریدونشهر در نمودار شماره(6) ترسیم شده است.
4-3-1 تغییرات بارندگی سالانه با ارتفاع: با توجه به قانون ارتفاع و نحوه ایجاد بارندگی که در اثر صعود هوای گرم و مرطوب انم می شود، معلوم می گردد که هر قدر هوا بالاتر رود سردتر شده و بارندگی بیشتری تولید می کند و این عمل همینطور ادامه می یابد تا آنکه رطوبت هوا به مقدار زیاد کاهش یابد، در این مرحله میزان بارندگی نیز کاهش خواهد یافت.
بنابراین مقدار بارندگی در یک ناحیه برحسب ارتفاع افزایش یافته تا آنکه از یک ارتفاع به بعد شروع به کاهش می کند که این ارتفاع را ارتفاع اپتیمم می نامند.
بمنظور بررسی تغییرات بارندگی متوسط سالانه در هر یک از زیر حوضه های تفکیک شده اقدام به ایجاد رابطه خط بین میانگین بارندگی سالانه و ارتفاع براساس آمار ایستگاه در دوره مشترک 25 ساله گردیده است.
در این بررسی در مرحله اول باید با توجه به میاگین بارندگی سالیانه 25 ساله ایستگاه های مذکور همراه با ارتفاع آنها رابطه همبستگی خطی ایجاد شده است.
ضریب همبستگی بین مقادیر بارندگی و ارتفاع ایستگاه ها در سطح یک درصد معنی دار می باشد و سپس اقدام به تعیین بهترین معادله خطی که از بین نقاط می گذرد گردیده است که در جدول(5) آمار بارندگی ایستگاه های منتخب طی دوره آماری مشترک همراه با ارتفاع آنها نسبت به سطح دریا و در نمودار شماره(7) چگونگی برازش معادله بارندگی بصورت تابعی از ارتفاع ارائه شده است.
رابطه تغییرات بارندگی سالیانه ایستگاه های منتخب برحسب ارتفاع بصورت زیر می باشد: در این رابطه P میانگین بارندگی سالانه( میلیمتر) و H ارتفاع از سطح دریا( متر) می باشد.
ضریب همبستگی در این را بطه است، لذا در بین ایستگاه های منتخلب کمترین مقدار بارش سالانه مربوط به ایستگاه خم پیچ واقع در ارتفاع 2080 متری با بارندگی 7/302 میلیمتر و بیشترین مقدار متعلق به ایستگاه فریدونشهر در ارتفاع 2490 متری با بارش سالانه 4/528 میلیمتر می باشد.
ضمناً بارندگی متوسط سالیانه همراه با حجم ریز شهای جوی در زیرحوضه ها در جدول(6) ارائه شده است بر همین اساس بارندگی متوسط سالانه در حوضه 628 میلمیتر و حجم نزولات جوی سالانه بطور متوسط 4/91 میلیون مترمکعب برآورد می شود.
همچنین در نقشه(3) خطوط همبازان برای حوضه ترسیم شده است.
5-2- رژیم حرارتی: رژیم حرارتی و تغییرات ماهیانه شاخص های حرارتی نشان دهنده روند تغییرات ماهیانه دما می باشند براساس آمار و اطلاعات ایستگاه فریدونشهر برای یک دوره نسبتاً طولانی 25 ساله از سال 55-1354 تا 79-1378 متوسط دمای سالیانه هوا 8/9 درجه سانتیگراد است، ارقام رژیم حرارتی در جدول(10) و در نمودار (10) ارائه شده است.
جدول شماره(10): شاخص حرارتی ماهیانه فریدونشهر 5-3- تغییرات میانگین دمای سالانه: این پارامتر به کمک و مقادیر دمای ثبت شده بوسیله دماسنج خشک و یا مقادیر دمای حداقل و حداکثر برآورد می گردد.
بمنظور مطالعه پارامتر دمای سالانه از اطلاعات 7 ایستگاه شناسایی شده در نزدیکی محدود مورد بررسی استفاده بعمل آمده است و در جدول(11) مشخصه های تعریف کننده این پارامترها در ایستگاه های منتخب ارائه گردیده است.
بررسی این جدول نشان میدهد که میزان متوسط دمای سالانه از حداقل 5/9درجه سانتیگراد ایستگاه بادیجان تا حداکثر درجه 7/11 درجه سانتیگراد و در ایستگاه شهرکرد تغییر می نماید.
5-4- تغییرات درجه حرارت متوسط، حداکثر و حداقل مطلق سالانه با ارتفاع در هر منطقه با توجه به آمار ایستگاه ها، میانگین دمای سالانه براساس ارتفاع و درجه حرارت رسم می گردد که معمولاً بصورت خط مستقیم می باشد و فرمول آن بصورت کلی: می باشد که B گرادیان حرارتی و Z ارتفاع موردنظر بوده و مقدارA بستگی به منطقه مورد مطالعه دارد.
این مطالعه در حوضه مطالعاتی به صورت است.
بررسی گرادیان دمای سالیانه براساس مقادیر مندرج در جدول شماره(1) انجام گرفته است.
ضریب همبستگی رابطه بدست آمده در جدول 4/79- برآورد شده است.
این رابطه نشان می دهد که کاهش متوسط دمای سالانه با ارتفاع بازاء هر 1000متر ارتفاع در حدود 4 درجه سانتیگراد است.
تغییرات متوسط درجه حرارت سالیانه نسبت به ارتفاع در نمودار شماره(11) و خطوط همدما در نقشه شماره(4) برای منطقه مورد مطالعه نشان داده شده است.
همچنین در جدول شماره(11) برای بدست آوردن دمای حداقل و حداکثر مطلق سالانه بین ایستگاه های انتخابی و همبستگی و سپس اقدام به ایجاد معادله خط شده است که معادلات مربوطه در جدول مذکور درج گردیده است و برهمین اساس دمای حداکثر مطلق سالانه 4/34 و دمای حداقل مطلق سالانه 5/33- درجه سانتیگراد بدست آمد، و می توان تغییرات درجه حرارت را در ارتفاعات مختلف حوضه برآورد نمود، درجدول مربوط به شناسنامه اقلیمی حوضه که در آخر بخش هواشناسی آمده این نوسانات برای زیر حوضه ها ارائه شده است.
جدول(11): مقادیر درجه حرارت متوسط حداکثر و حداقل مطلق سالیانه نسبت به ارتفاع در ایستگاه های منتخب حوضه مصیر 8- پدید ه برف: بخش نسبتاً مهمی از ریزشه جوی منطقه مورد مطالعه را برف تشکسل میدهد و به واسطه اهمیت آن در هیدروکلیماتولوژی منطقه ارائه تخمین آن ضروری می باشد چرا که کوهها و بلندی های محدود حوضه دارای ارتفاع نسبتاً زیادی هستند و یک حوضه کوهستانی را داریم و از طرفی در داخل محدوده مورد مطالعه ایستگاه یا ایستگاه هایسی که از ارتفاع برف آن معادل حاصل از ذوب برف ونسبت ریزش برف به کل ریزش ها را اندازه گیری نماید وجود ندارد.
با توجه به اهمیت این پارامتر در مطالعات ساماندهی حوضه آبریز و بویژه فعالیت های آبخیزداری و مدیریت سیل در حوضه آبریز در مطالعات حاضر سعی گردیده است با توجه به اطلاعات موجود دامنه برف گیر در حوضه آبریز بررسی شود براساس بررسیهای صحرایی و دریافت نظرات و تجارب ساکنین منطقه پوشش برفی در بلندترین ارتفاعات منطقه در حدود اواخر خرداد تا اوایل تیر در حوضه آبریز مشاهده شده است و کلیه بارش جامد در این حوضه در صورت سنگین بودن تا اوایل تابستان ذوب می گردد و در صورتی که اختلاف دما زیاد باشد در قلل ارتفاعات حوضه از ارتفاع 3500 متر به بالا برق ها می ماند و با بارش های پائیزی بر روی آنها ذوب می شوند و یا به بارشهای برف سال بعد که در اواسط یا اواخر پائیز می بارد متصل می شود و تشکیل یخچال ها را می دهد.
به هر حال در جدول(13) مقادیر آب معادل برف و درصد برفگیری در حوضه براساس ایستگاه فریدونشهر ارائه می شود: جدول شماره(13) تغییرات بارش( بارندگی و برف) و ضریب برف گیری در حوضه مصیر 8-1- خط برف: با توجه به اهمیت این پارامتر درمطالعات ساماندهی حوضه آبخیز و به ویژه فعالیتهای آبخیرداری در حوضه آبریز در مطالعات حاضر سعی گردیده است با توجه به اطلاعات موجود دامنه برف گیر در حوضه آبریز بررسی شود براساس بررسی و تحلیل آمار و اطلاعات هواشناسی و دریافت نقطه نظرات و تجارب ساکنین منطقه پوشش برفی در بلندترین ارتفاعات منطقه آبریز مشاهده شده است در این منطقه ذخیره برفی کم و بیش وجود دارد ولی بستگی به اختلاف دما در قلل ارتفاعات دارد بمنظور تعیین خط برف از معادلات دما در ماههای مختلف( از آبان تا فرودین) و تغییرات بارش در همین ماهها استفاده شده و براساس آن خط برف در ماههای مذکور در جدول شماره(14) آمده است.
جدول شماره(14) مقادیر ارتفاع خط برف در ماههای مختلف در حوضه مصیر 9- تبخیر و تعرق پتانسیل: تبخیر و تعرق پتانسیل عبارت است از مقدار آب تبخیرشده از سطح زمین و آب از دست رفته توسط گیاه و روشهای مختلفی جهت محاسبه و تبخیر و تعرق پتانسیل پیشنهاد شده است لذا در حوضه آبریز مورد مطالعه از ایستگاه کلماتولوژی فریدونشهر استفاده شده است و تبخیر و تعرق پتانسیل در ما ههای مختلف در جدول شماره(1) و تغییرات آن در نمودار شماره(15) ارائه گردیده است که براساس آن تیرماه با 8/178 میلیمتر بیشترین و دیماه با 46 میلیمتر کمترین ومیانگین تبخیر و تعرق پتانسیل سالانه در محل ایستگاه فردونشهر 1308 میلمیتر برآورد می شود.
9-1- گرادیان تبخیر و تعرق: برای برآورد میزان تبخیر و تعرق پتانسیل در ارتفاعات و نقاط مختلف حوضه اقدام به انتخاب ایستگاه های مجاور جهت ایجاد معادله گرادیان گردید که در جدول(15) و نمودار(16) تغییرات و تبخیر و