1-1- مقدمه

درمیان عناصر اقلیمی، بارش بیش‌ترین نوسان را دارد. این مسأله به ویژه در کشور ایران که بارش متوسط سالیانه‌ی آن حدود 250 میلی‌متر است، اهمیت بیشتری دارد (عزیزی، 1378). بارش را می­توان مهم‌ترین عاملی دانست كه به‌طور مستقیم در چرخه هیدرولوژی دخالت دارد. تعیین رواناب حاصل از بارش، یكی از موارد بسیار مهم در تحلیل مسائل هیدرولوژی و مدیریت منابع آب است (مهدوی، 1381). ارتباط بارش و رواناب، یک ارتباط کاملاً پیچیده و غیرخطی است كه به عوامل متعددی وابسته است. پیش ­بینی و تعیین میزان كمی فرایندهای تولید رواناب و انتقال آن به نقطه خروجی حوزه آبخیز، از اهمیت خاصی برخوردار است. استفاده ازمدل‌های تجربی به‌منظور برآورد رواناب سالانه در حوضه­های فاقد ایستگاه‌های آب­سنجی، از دیرباز در مطالعات هیدرولوژی مورد توصیه قرارگرفته است. یکی از مهم‌ترین عوامل مورد استفاده در مطالعات منابع طبیعی، میزان بارش و بیشتر متوسط بارش منطقه‌ای است (ذبیحی و همکاران، 1390).

بارندگی، از مهم‌ترین فرایندهای چرخه هیدرولوژیکی است که تنها در صورت وقوع آن، فرایندهایی نظیر سیلاب، فرسایش، رسوب‌گذاری، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و… به‌ وقوع می‌پیوندد. با این حال، تغییرات قابل ملاحظه بارندگی در زمان و مکان از یک سو و کمبود ایستگاه‌های باران­‌سنجی در ثبت میزان بارندگی روزانه از سوی دیگر، ضرورت تبیین مدل‌های تخمین بارندگی را امری اجتناب­ناپذیر می کند. دست‌یابی به توزیع مکانی بارش بر اساس داده‌های نقطه‌ای بارش که از ایستگاه‌های باران‌سنجی به‌دست می‌آیند، بر اساس یکی از دو روش درون‌یابی و برون‌یابی میسر می‌گردد‌ (قهرودی تالی، 1384).

تنوع زمانی بارش به عنوان یک عامل کلیدی مؤثر در ساختار و عملکرد اکوسیستم‌ها به شمار می‌آید، اما تأثیر آن از نظر مقیاس و بزرگی به مراتب

 کمتر از تنوع مکانی آن‌است(کناپ و اسمیت، 2001)[1]. تعیین مناسب‌ترین روش‌های درون‌یابی در سطح یک منطقه و چگونگی توزیع فضایی و مکانی آن، امری ضروری جهت توزیع مکانی بارش می‌باشد.

برآورد توزیع مکانی بارندگی در مقیاس‌های مختلف، از مراحل اصلی مطالعات منابع آبی به‌شمار می‌رود. موقعیت و تراکم نامناسب ایستگاه‌های باران­سنجی، ضرورت برآورد داده‌های بارش در نقاط فاقد آمار و تعمیم داده‌های نقطه‌ای به داده‌های منطقه‌ای را نشان می‌دهد.

روش‌های زمین­آمار، ازجمله روش‌های تعیین توزیع مکانی بارش است که باتوجه به در نظرگرفتن همبستگی، موقعیت وآرایش مکانی داده‌های نقطه‌ای،کاربردگسترده‌ای یافته‌اند(جندانی وملکی­نژاد، نامشخص).

بارش درسطح هر منطقه‌ای، به صورت نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود. یکی از مشکلات مهم مطالعات منابع آب، برآورد منطقه‌ای بارندگی براساس مشاهدات نقطه‌ای است، بدین منظور جهت تعمیم داده نقطه‌ای به کل منطقه و در هر نقطه‌ای، عملیات درون‌یابی بر روی نقاط اندازه‌گیری شده انجام می‌گیرد. درون‌یابی، یکی از مهم‌ترین روش‌هایی است که اقلیم‌شناسان در مطالعات پهنه­ بندی از آن بهره‌مند می‌شوند.

روش‌های مختلفی برای درون‌یابی وجود دارد که در یک تقسیم بندی کلی می‌توان آن‌ ها را به روش- ‌های زمین‌آماری و روش‌های کلاسیک تقسیم‌بندی نمود. روش‌های کلاسیک، روش‌هایی هستند که از آمار کلاسیک برای تخمین استفاده می‌کنند (حاجی هاشمی جزی و همکاران، 1390).

1-2- بیان مسأله

برآورد دقیق میانگین بارندگی در هر منطقه در طراحی پروژه­ های آبی، از اهمیت زیادی برخوردار است که بدین منظور از اطلاعات شبکه‌های باران‌سنجی استفاده می‌شود.

بارندگی، ورودی سیکل هیدرولوژی در یک ناحیه است و بنابراین از مهم‌ترین متغیرهایی است که باید مورد مطالعه دقیق قرار گیرد.

وجود داده ­های بارش دربسیاری ازمطالعات هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیمی و طراحی پروژه­ های مهندسی، ضروری است. معمولاً از آنجایی که اندازه ­گیری تمام بارشی که روی یک حوضه می‌بارد امکان­ پذیر نیست، به اندازه ­گیری نمونه ­ای آن در نقاط مختلف حوضه اکتفا می­ شود و نتایج حاصل از این ایستگاه­ها، برای کل منطقه تعمیم داده می‌شود. بررسی آمار طولانی­مدت بارندگی ایستگاه­ها نشان می‌دهد که پراکندگی ایستگاه­ها، دارای نوسان و دوره آماری، دارای نواقصی است که با توجه به صرف هزینه­ های اقتصادی، منجر به بروز ناهمگنی در کیفیت آمار می‌گردد؛ لذا در یک حوضه باید در انتخاب محل و تعداد ایستگاه­ها، نحوه اندازه ­گیری، ثبت و تحلیل داده ­ها، دقت کافی به عمل آید. تعداد باران­سنج‌های یک منطقه، به تغییرات منطقه­ای بارش و اهداف مرتبط با میزان بارش بستگی دارد. تراکم ایستگاه­ها در تعدادی از حوضه­ها، بسیار زیاد و در تعدادی از آن‌ ها، ایستگاه کافی برای دست‌یابی به دقت کافی در برآورد بارش وجود ندارد. کشور ایران در شمار مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارد و همواره با مشکل کمبود آب روبروست و نزولات جوی به‌ویژه بارندگی، یکی از فرایندهای مهم چرخه‌ی هیدرولوژیکی است (بافکار و همکاران، 1386). یکی از مشکلات عمده در آمارها و تجزیه و تحلیل بارش، تخمین بارش در نقاط فاقد ایستگاه‌های باران­سنجی به‌ویژه ارتفاعات صعب‌العبور است، به‌طوری که مقادیر تخمینی ممکن است نتایج بسیار نامعقولی داشته و خطای بسیار زیادی در محاسبات و نتایج پروژه ایجاد نماید (خلیلی و همکاران، 1386).

با توجه به این‌که ایستگاه­های هواشناسی و آمار و اطلاعات مربوط به آن‌ ها به عنوان مبنای مطالعات و تصمیم­گیری‌های منابع آب منطقه‌ی مورد نظر به شمار می‌آیند، بنابراین قبل از به‌روزکردن لوازم و وسایل ایستگاه، تصمیم‌گیری در مورد محل استقرار ایستگاه مهم‌تر به‌نظر می‌رسد. چه بسیار مشاهده شده است که در مناطقی به‌دلیل تغییرات ارتفاعی کم، اطلاعات حاصل از یک ایستگاه کافی است، ولی در مناطق دیگر با وجود ایستگاه‌های متعدد بنا شده، به‌دلیل تغییرات شدید ارتفاعی و اقلیمی در یک شعاع وسیع و به‌دلیل عدم وجود ایستگاه و یا عدم کفایت ایستگاه موجود برای انجام پروژه‌های آبی و غیره باید تطبیق داده‌های ایستگاه‌های مجاور، آن هم با درصد خطاهای بسیار بالا صورت گیرد. بنابراین اطلاع از محل دقیق ایستگاه‌های بارندگی، لازم و ضروری است. برآورد دقیق و نزدیک به واقعیت میزان بارش به صورت نقطه‌ای و منطقه‌ای و طراحی یک شبکه‌ی باران­سنجی، به‌گونه­ای که اطمینان در اندازه ­گیری‌ها و هزینه‌ی ساخت کمینه گردد، نیازمند یافتن موقعیت بهینه‌ی ایستگاه‌ها است که در این پژوهش، استفاده از روش‌های زمین­آماری برای دست‌یابی به این مهم مد نظر است.