روش نوین پیاده‌سازی روابط منطقه‌ای بده‌ی سیل در شبکه‌ی رود‌ها

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 7، دوره 8، شماره 24، فروردین و اردیبهشت 1394، صفحه 79-88   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

بهرام ثقفیان^{* 1}؛ مهدی باقری²؛ باقر قرمزچشمه³

¹استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

²کارشناس ارشد مهندسی عمران آب- دانشگاه امیر کبیر

³استادیار پژوهشگاه حفاظت خاک و آبخیزداری

تاریخ دریافت: 18 مرداد 1394،  تاریخ پذیرش: 18 مرداد 1394 

چکیده

در مطالعات مهار کردن سیل و طراحی سازه‌های هیدرولیکی، تعیین بده­ی سیل به ازای دوره‌های بازگشت مختلف در نقاط فاقد آمار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روش تحلیل منطقه‌ای یکی از مهمترین روشها جهت براورد این مقادیر می‌باشد. تحلیل منطقه‌ای سیل با استفاده از داده‌های بده­ی ثبت شده در ایستگاههای آبسنجی منطقه و عوامل مؤثر بر آن انجام می‌گیرد. تعمیم شبیه منطقه‌ای به کلیه­ی نقاط در امتداد شبکه­ی رود‌های حوضه‌های کرخه، کارون و دز به صورت پیوسته در محیط GIS، مساله اساسی این تحقیق می‌باشد. بدین منظور، ابتدا تحلیل فراوانی برای بیشترین بده‌های لحظه‌ای سالانه انجام گرفت. سپس تحلیل عاملی برای متغیرهای آبشناسی استنتاج شده، مناطق همگن به روش تحلیل خوشه‌ای شناسایی گردیدند. در نهایت، با استفاده از وایازی چندمتغیره بهترین شبیه برای هر منطقه­ی همگن شناسایی شد و نقشه‌های بده­ی سیل برای کل حوضه‌ها به ازاء دوره­های بازگشت مختلف بر مبنای لایه­ی تجمع جریان محاسبه گردیدند. در این تحقیق برنامه‌ای به زبان MATLAB برای محاسبه­ی عملگرهای حسابی و آماری عوامل مؤثر بر بده­ی سیل تدوین یافت، که با استفاده از آن می‌توان روابط تحلیل منطقه‌ای سیل را به شبکه­ی رود‌ها انتقال داد.

کلیدواژه‌ها

تحلیل منطقه‌ای سیل؛ ‌ وایازی چندمتغیره؛ سامانه‌ی اطلاعات جغرافیایی (GIS)؛ MATLAB

عنوان مقاله [English]

An Innovative Method for Regional Flood Magnitude Prediction in River Networks

نویسندگان [English]

B. Saghafiyan¹؛ M. Bagheri²؛ B. Ghermezcheshmeh³

چکیده [English]

Determining of the probable maximum flood magnitude at certain frequency is a major undertaking in flood control programs and hydraulic structure design. This is a difficult problem when and where accurate and long term data are not available .Regional analysis is a robust method to estimate flood magnitude in such circumstances, using existing local data and considering effective parameters. In this work, we have developed a model using regional analysis and extended it through the river network in a GIS-based environment. Regional analysis was performed with multiple regressions and spatial extensions for the Karkheh, Karoun and Dez basins. Frequency analysis was performed for annual maximum discharges. Then, by getting from the hydrologic variables obtained in the previous step, their archival cluster analysis performed to identity the similar regions, and the best model for each region was developed by multiple regression. This was achieved by developing an improved MATLAB program, which is capable of mapping the regional analysis equations for the flooding river networks, using computational and stochastical operators for effective parameter determination on flood discharge

کلیدواژه‌ها [English]

Regional flood analysis, multiple regressions, GIS, MATLAB

مراجع

1. اسلامی، ا. و ب. ثقفیان. 1382. تعمیم پیوسته مکانی شبیه منطقه‌ای جریان به شبکه آبراهه‌ها در شبکه GIS. چهارمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانششاخصه مهندسی دانشگاه شیراز.
2. ثقفیان، ب، ب. قرمزچشمه و سمیعی. م. 1387. آنالیز منطقه‌ای رسوب در حوزه‌های منطقه جنوب غرب کشور. وزارت نیرو- شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران.
3. تلوری، ع. و ع. اسلامی. شمارة 58- بهار 1382. روش‌های برآورد جریان حداکثر لحظه‌ای سیل در حوضه‌های شمال کشور. فصل‌نامه پژوهش و سازندگی.
4. رستمی، س. 1382. شبیه بندی منطقه‌ای سیل حوضه غرب دریاچه ارومیه. دانششاخصه کشاورزی دانشگاه ارومیه. پایان‌نامه کارشناسی ارشد.
5. هنربخش، ا. 1374. آنالیز منطقه‌ای سیل در حوضه آبخیز دریاچه نمک. دانشگاه تهران. پایان‌نامه کارشناسی ارشد.
   1. Hammett, K.M., and M.J. DelCharco. 2005 . Estimating the magnitude and frequency of floods for streams in West-Central Florida. 2001. U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2005-5080, 15p., plus apps,.
   2. McMahon, T.A., and R.J. Nathan. 1991. Estimating low flow characteristic in ungauged catchments. Center for Environmental Applied Hydrology. University of Melbourne. 60 p.
   3. Moore, I.D. and R.B. Grayson. and A.R. Landson. 1991. Digital terrain modelling: A Review of hydrological, geomorphological, and biological applications. Hydrol, Proc. 5: 3–30.
   4. Moore, R.J. 1987. Combined regional flood frequency analysis and regression on catchment charactristics by maximum likelihood estimation. Proc Int Symp Flood Frequency and Risk analysis.
   5. Ouarda, T.B.M.J. and C. Girard. G.S. Cavadias. and B. Bobee. 2001. Regional flood frequency estimation with canonical correlation analysis. Jo Hydrol. 254: 157-173.
   6. Warner, G.S. R.A. Garcia-Martion. F.N. Scatena. and D.L. Civco. 1991. Watershed characterization by GIS for low flow prediction. Chap.9 In J.G. Lyon (Ed.). GIS for Water Resources and Watershed Management.,101-107.
   7. B. Saghafian, 2009. Regional hydrologic mapping of flows in stream networks. Int J Appl. Earth Observ Geoinform. 11: 317-323.
   8. A. Zinanlo 2003. Low flow and duration curve analysis aiming at predicting runoff from ungauged catchments. Master of Science Thesis, Int Inst Geo-Inform Sci Earth Observ. Enschede, The Netherlands, 94p.
   9. Zrinji, Z., and B.H. Buen. 1994. Flood frequency analysis for ungauged sites using a region of influence approach. J Hydrol, 153: 1-21.

2.  پیری، ح. و ا. بامری. 1393. برآورد نسبت جذبی سدیم(SAR) در آبهای زیرزمینی با استفاده از وایازی خطی چند متغیره شبکه‌ی عصبی مصنوعی (مطالعه‌ی موردی دشت بجستان).  مجله مهندسی منابع آب. دوره 7، شماره 21، ص 67-80