تحلیل منطقه ای فراوانی سیلاب با استفاده از روش گشتاورهای خطی برای حوضه های آبخیز استان گیلان

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 4، دوره 4، شماره 9، خرداد و تیر 1390، صفحه 39-50   

نویسندگان

محسن رستمی کامرود^{* 1}؛ زمان شامحمدی حیدری²؛ پرویز حقیقت جو³؛ علیرضا مقدم نیا⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران

²دانشیار گروه آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

³استادیار گروه آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

⁴استادیار گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل

تاریخ دریافت: 19 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 19 دی 1394 

چکیده

با استفاده از تجزیه و تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای، رابطه ای تعمیم یافته برای برآورد بزرگی سیلاب های به وقوع پیوسته در حوضه های آبخیز فاقد ایستگاه یا با داده های اندازه گیری شده ی محدود، بر قرار می گردد. تجزیه و تحلیل فراوانی سیلاب منطقه-ای معمولا شامل شناسایی نواحی همگن، انتخاب توزیع های فراوانی منطقه ای مناسب و برآورد چندک های سیلاب در حوضه های آبخیز مورد نظر می گردد. در این مقاله، از روش گشتاورهای خطی برای تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب حوضه های استان گیلان استفاده شده است. در روش های رایج منطقه ای کردن، بر اساس ویژگی های حوضه ی آبخیز نظیر: ویژگی های گیتاشناسی، موقعیت جغرافیایی و آمار سیلاب در هر ایستگاه، مناطق همگن آب شناسی شناسایی می شوند. در این مطالعه با استفاده از الگوریتم خوشه بندی K-means منطقه ی مورد مطالعه که شامل 58 ایستگاه آب سنجی می باشد، به دو زیر منطقه تقسیم شد. برای تعیین تعداد خوشه های بهینه و اندازه گیری نکویی خوشه بندی سراگروه، از شاخص های میانگین عرض سیلهوت، دیویس بولدین و دان استفاده شد. همگنی مناطق تعیین شده با استفاده از آزمون ناهماهنگی و آزمون ناهمگنی بررسی شد. بهترین توزیع منطقه ای با استفاده از آزمون نکویی برازش بررسی و تابع توزیع لجستیک تعمیم یافته برای مناطق 1 و 2 به عنوان بهترین توزیع منطقه ای تعیین گردید. در نهایت، فراسنج های منطقه ای توزیع های منتخب و مقادیر چندک های احتمال با دوره های بازگشت گوناگون محاسبه شد.
 

کلیدواژه‌ها

تحلیل منطقه ای سیلاب؛ گشتاورهای خطی؛ خوشه بندی؛ همگنی منطقه ای؛ استان گیلان

مراجع

1- اسلامیان، س. و س. چاوشی بروجنی. 1382. کاربرد تئـوری گشتاورهای خطی در تحلیل تنـاوب سـیل حوضـههـای آبخیـز مرکزی ایران. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعـی. 1 :(1)7- .18

2- رستمی، ر.، ح. صدقی و ع. معتمدی. 1388. تحلیل سـیلاب حوضهی دز. مجله مهندسی آب. 70-61 :2.

3- ســرحدی، ع.، س. ســلطانی و ر. مــدرس. 1387. تحلیــل فراوانـی منطقـهای مقـادیر جریـان کـم در منطقـه جیرفـت بـا استفاده از روش گشتاورهای خطی. مجله پژوهشی آب ایران. 3: .54-45

4- شامکوئیان، ح.، ب. قهرمـان، ک. داوری و م. سـرمد. 1388.تحلیل فراوانی منطقهای با استفاده از تئوری گشتاورهای خطـی و سیلاب نمایه در حوضههای آبخیز استانهای خراسـان. مجلـه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 43-31 :20.

5- Adamowski, K. 2000. Regional analysis ofannual maximum and partial flood data bynonparametric and L-moments methods. J.Hydrol. 229: 219–231.

6- Chow, V. T., D. R. Maidment., and L.W.Mays. 1988. Applied hydrology. McGraw-HillInc., New York.

7- Greenwood, J. A., J. M. Landwehr., N. C.Matalas., and J. R. Wallis. 1979. Probabilityweighted moments: definition and relation toparameters of several distributions expressiblein inverse form. Water Resour. Res. 15: 1049-

1054.

8- Halkidi, M., Y. Batistakis., and M.Vazirgiannis. 2001. on clustering validationtechniques. J. Intel. Infor. Sys. 17: 107-145.

9- Hosking, J. R. M. 1990 L-moments:analyzing and estimation of distributions usinglinear combinations of order statistics. J. Stat.Soc. B. 52: 105–124.

10- Hosking, J. R. M., and J. R. Wallis. 1993.Some statistics useful in regional frequencyanalysis. Water Recour. Res. 29: 271-281.

11- Hosking, J. R. M., and J. R. Wallis. 1997.Regional frequency analysis an approach based

on L-moments.Cambridge University Press:New York.

12- Jingyi, Z., and M. J. Hall. 2004. Regionalflood frequency analysis for the Gan-Mingriver basin in China. J. Hydrol. 296: 98–117.

13- Kumar, R., and C. Chatterjee. 2005.Regional flood frequency analysis using Lmomentsfor North Brahmaputra region ofIndia. J. Hydrol. Eng. 10: 1–7.

14- Leonardo, V. N., and L. L. Goffredo. 2008.Use of L-moments approach for regional floodfrequency analysis in Sicily, Italy. WaterResour. Manage. 23: 2207-2229.

15- Pearson, C. P. 1991. New Zealand regionalflood frequency analysis using L-moment. J.Hydrol. 30: 53-63.

16- Rao, R. A., and V. V. Srinivas. 2005.Regionalization of watersheds by hybridclusteranalysis. J. Hydrol. 318: 37-56.

17- Reed, D. W., D. Jakob., and A. J. Robson.1999. Statistical procedures for flood

frequency estimation, flood estimationhandbook, vol. 3, institute of hydrology,Wallingford, UK p. 28-39.

18- Saghafian, B. 2009. Regional hydrologicmapping of flows in streams networks. Int. J.Appl. Earth Obs. Geo. 11: 317-323.

19- Tallaksen, L. M., H. Madsen., and H.Hisdal. 2004. Frequency analysis, hydrologicaldrought-processes and estimation methods forstream flow and groundwater. Developments

in Water Sciences 48. Elsevier SciencePublisher: The Netherlands.

20- Vogel, R. M., T. A. Mcmahon., and F. H.S. Chiew. 1993. Floodflow frequency modelselection in Australia. J. Hydrol. 146: 421–449.