باران سنج

بارش باران یکی از مهمترین و در عین حال یکی از پیچیده ترین پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی است. بنابراین اندازه گیری میزان بارش به وسیله ی باران سنج از مسائل مهم در هواشناسی به شمار می رود. باران سنج با نام انگلیسی Rain Gauge  همان طور که از نامش پیداست، ابزاری هواشناسی برای ثبت میزان بارندگی و عمق بارش در محدوده ی زمانی مشخص می باشد. معمولا واحد اندازه گیری که برای باران استفاده می گردد میلی متر است که در برخی کشورها از واحد اینچ نیز در این زمینه استفاده می کنند. سنجش میزان باران برای اهداف خاصی از جمله تامین آب مورد نیاز، نیروگاه های برق، آبیاری برای صنعت کشاورزی، پیش بینی و کنترل سیلاب انجام می گیرد.

 انواع باران سنج چگونه کار می کند؟

معمولا بعد از بارش در هر کشور و منطقه ای میزان بارندگی و اندازه ی بارش توسط هواشناسی اعلام می گردد. ایستگاه های هواشناسی این آمار را توسط دستگاه های باران سنج اعلام می کنند. نحوه ی کار باران سنج تقریبا ساده است. باران سنج معمولی یک نوع باران سنج ساده می باشد که یک ابزار استوانه ای است و درون آن لوله ای جاسازی شده است. استوانه ی این دستگاه معمولا از جنس فلزی است و دارای یک پایه با نقش نگهدارنده و همچنین دارای درپوشی متحرک است. لوله ی باران سنج به شکل باریک و درازی است. از دیگر اجزای این نوع وسیله ی هواشناسی قیفی مخصوص در بالای لوله ی باریک می باشد. جزء دیگر این ابزار، خط کش های مدرج اندازه گیری است که میزان آب جمع شده که در هنگام بارش از قیف وارد لوله می شود، را اندازه گیری می کند. قیف در واقع هدایت کننده ی آب به درون لوله ی باران سنج می باشد. در برابر هر ۱۰ میلی متر از حجم لوله ی مورد نظر، ۱ میلی متر میزان بارش ثبت می گردد. اگر حجم لوله ی داخلی لبریز شود، آب به درون استوانه ریخته و برای اندازه گیری حجم آب درون استوانه و لوله با هم  جمع و سپس محاسبه می گردد.  از این باران سنج در اندازه گیری باران معمولا به صورت روزانه استفاده می گردد. قطر دهانه این دستگاه معمولا در ایران ۸ اینچ می باشد و می تواند بین ۱۰ تا  ۲۰ سانتی متر متغیر باشد. شکل زیر طرحی ساده از یک باران سنج معمولی می باشد.

باران سنج ذخیره ای نیز نوع دیگری از انواع باران سنج ساده است که برای اندازه گیری بارش به صورت فصلی و در فواصل طولانی تر که امکان بررسی روزانه وجود ندارد، استفاده می گردد. در این باران سنج ها از روغن جهت ممانعت از تبخیر آب و همچنین ضد یخ برای جلوگیری از یخ زدن آب استفاده می شود. نوع دیگر باران سنج ها، باران سنج ثبات می باشد. این دستگاه ها به صورت خودکار و دائم میزان بارش را ثبت می نماید. حتی این دستگاه ها زمان آغاز و همچنین زمان انتهای بارش را نشان می دهد و تغییراتی که در شدت بارش ها به وجود می آید را نسبت به زمان ثبت می کند. این ابزار هواشناسی خود انواع مختلفی دارد و به عنوان باران نگار نیز شناخته می شود. وزنی، سیفونی و ترازویی ۳ نوع مختلف از این باران نگار ها است. نوع سیفونی در داخل استوانه ی خود شناوری سبک دارد که به قلم ثبات وصل است و در زمان بارش با بالا آمدن آب، شناور بالا رفته و این حرکت به قلم می رسد تا ثبت گردد. تخلیه ی آب زمانی که به یک حد معینی برسد، به وسیله ی سیفون در زمان بین ۱۵ تا ۲۰ ثانیه طول می کشد. سطح گیرنده در این مدل ۴۰۰ سانتی متر مربع می باشد. البته ایراداتی نیز به این روش وارد است. نوع باران نگار ترازویی ساختار فلزی دارد و از دو بخش تشکیل شده است. این دو بخش بر روی یک محور قرار دارند و با پر شدن یک بخش در اثر بارش و پایین آمدن  آن پیمانه، تخلیه صورت می گیرد و بخش و پیمانه ی دیگر بالا می رود. حاصل ضرب تعداد این تخلیه  شدن ها و حجم مشخص پیمانه ها در یک زمان معین، میزان بارش را مشخص می نماید.

مکان نصب باران سنج ها

انتخاب مکانی برای نصب باران سنج ها از نکات بسیار مهم در این زمینه می باشد و مسائل مختلف باید در این راستا مورد توجه قرار گیرد تا از این طریق عدد به دست آمده نمایانگر بارش واقعی در کل آن منطقه باشد و آمار به دست آمده، قابل اعتماد گردد. نکته ی مهم در انتخاب مکان نصب باران سنج، داشتن فاصله از دیوارهای بلند و ساختمان ها و همچنین دور بودن از درخت های بلند است. همچنین زاویه ای که باران سنج با بالاترین نقطه ی این ساختمان می سازد باید از ۳۰ درجه کمتر باشد. از نکات مهم دیگر که در انتخاب محل نصب اهمیت دارد، صاف و مسطح بودن مکان نصب می باشد. یعنی نصب این دستگاه بر روی شیب باعث ثبت آمار نادرست می گردد. باز بودن منطقه ی اطراف این ابزار هواشناسی نیز از نکات قابل توجه در هنگام نصب آن می باشد.

تعداد باران سنج های مورد نیاز برای ثبت میزان بارش

 برای هر نوع مطالعه ی هواشناسی و هیدرولوژیکی مهم است که تعدادی مناسب و مطلوب باران سنج در منطقه ویژه حوضه ی آبریز نصب گردد. قرار دادن تعداد مشخصی از این وسیله در محل مناسب، باعث می شود آمار دقیقی از میزان بارش ها به دست آید.

کم بودن این تعداد باعث کم شدن دقت میزان اندازه گیری و نصب زیاد این ابزار باعث صرف هزینه های سنگین در این حوزه می گردد. مناطق مختلف براساس شرایط متفاوتی که دارند از لحاظ تعداد نصب باهم فرق می کنند. در منطقه های صاف و مسطح که از لحاظ آب و هوایی معتدل هستند، به طور تقریبی در هر ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر یک ایستگاه کافی می باشد. حال آن که در سرزمین ها و مناطق کوهستانی که از لحاظ آب و هوایی نیز معتدل هستند، در هر ۲۵۰ تا ۴۰۰ کیلومتر نصب  یک ایستگاه لازم می باشد. در آخر در مناطق گرم و خشک و کویری بسته به عوامل مختلف در هر ۱۵۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کیلومتر نصب یک ایستگاه کافی می باشد. در طرح های هیدرولیکی برای تعداد دستگاه های مورد استفاده، از جدول زیر می توان بهره گرفت.