استفاده از روش عکس‌برداری و پردازش تصویر در اندازه‌گیری قطر و سرعت قطرات باران شبیه‌سازی شده

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری،دانشکده منابع طبیعی،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، و نویسنده مسئول،

2 دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری،دانشکده منابع طبیعی،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

4 دانشجوی دکتری آبخیزداری،دانشکده منابع طبیعی،دانشگاه علوم‌کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

چکیده

تمامی روش‌­های موجود در اندازه­‌گیری خصوصیات قطرات بارش طبیعی یا شبیه‌­سازی شده پرهزینه، طاقت­‌فرسا و زمان‌­بر هستند. در این تحقیق برای اندازه‌­گیری توزیع قطری و سرعت قطرات بارش شبیه­‌سازی شده از روش عکس­برداری با دوربین سرعت بالا (Nikon D90) و تکنیک پردازش تصویر استفاده شده است. برای پردازش تصویر نرم­ افزار ImageJ و روش آشکارسازی لبه بکارگرفته شد و قطر قطرات با دقت هزارم میلی‌­متر اندازه‌­گیری شدند. نتایج حاصل از اندازه‌­گیری قطر قطرات نشان داد که شبیه‌­ساز حاضر در این مطالعه در فشار­های 20، 40، 60 و 80 کیلوپاسکل قادر به شبیه‌­سازی قطراتی با دامنه قطری 2/0 تا بیش از 6 میلی‌­متر است. با توجه به عملکرد مناسب شبیه­‌ساز باران در فشار 60 کیلوپاسکل، سرعت قطرات برای کلاس‌های قطری مختلف در این فشار و در ارتفاع نیم متری از زمین از 2/1 تا 5/7 متر بر ثانیه محاسبه شد که به سرعت حد بارش طبیعی نزدیک است. هم­چنین با استفاده از آزمون دانکن مشخص شد که بین قطر قطرات تولید شده در هر 4 فشار مختلف اختلاف معنی­‌داری وجود دارد که با افزایش فشار قطر قطرات کاهش می­‌یابد. در نهایت نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که عکس­برداری و پردازش تصویر روشی سریع، کم‌­هزینه با دقت و صحت بالا در تعیین خصوصیات بارش شبیه‌­سازی شده می­‌باشد.

کلیدواژه‌ها