بررسی روش‌های برآورد دبی اوج سیل در قالب تحلیل منطقه‌ای در حوضه‌های کم داده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده منابع طبیعی و کویر‌شناسی دانشگاه یزد

2 دانشگاه یزد

چکیده

برآورد دبی اوج سیلاب در یک حوضه، یکی از مهمترین مسائلی است که هیدرولوژیست­ها و کارشناسان بخش آب را به خود مشغول کرده است. روش­های تحلیل منطقه­ای سیلاب یکی از کارآمدترین روش­ها جهت برآورد دبی سیل در مناطق فاقد داده یا دارای طول دوره آماری کوتاه می­باشد. در تحقیق حاضر که در حوضه­های اصفهان- سیرجان و یزد- اردکان صورت پذیرفته است از سه روش هیبرید، گشتاور خطی و رگرسیون چند متغیره استفاده شده است. هدف از انجام این تحقیق مقایسه کارایی این روش­ها در برآورد دبی اوج در برخی ایستگاههای واقع در حوضه ایران مرکزی است. بدین منظور پس از شناسایی مهمترین فاکتورهای موثر بر دبی اوج از طریق تجزیه و تحلیل عامل­ها، اقدام به تعیین ضرایب معادلات تخمین دبی اوج به صورت کلی Qp=aXbYcZd به دو روش هیبرید و رگرسیون چند متغیره شد. از نتایج روش گشتاور خطی که قبلاً در منطقه مطالعاتی و با همین منظور انجام شده بود نیز استفاده گردید و مقایسه سه روش با یکدیگر از طریق آماره‌های RRMSE و MAE انجام یافت. در حوضه­‌های مورد مطالعه نتایج نشان داد که برای دوره بازگشت­های کوتاه (2، 5 و 10 ساله) روش رگرسیون چند متغیره و سپس روش هیبرید نسبت به گشتاور خطی برتری دارد. اما برای دوره بازگشت­های بالاتر (25 و 50 سال) روش گشتاورخطی نسبت به سایر روش­ها مناسب­تر است. نتایج حاصله از این تحقیق نشان دهنده اهمیت تمامی این روش­ها در تحلیل سیلاب بوده لذا در هر منطقه همگن هیدرولوژیکی به فراخور منطقه، شرایط اقلیمی، تعداد و نوع داده و هم­چنین دوره بازگشت مورد انتظار یک روش نسبت به دیگری می­تواند برتری داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Peak Flood Estimation Methods in a Regional Analysis Approach for Low-Data Catchments

نویسندگان [English]

  • H Malekinezhad 1
  • S Pourmohammadi 2
چکیده [English]

The methods of regional flood frequency analysis is one of the most reliable and applicable technique for the regions with insufficient recorded data. In this study three techniques of flood analysis were used to evaluate the priority and importance to estimate the peak flow for different return periods. The hybrid, multiple regression and L-moments are the three approaches applied for Yazd-Ardakan and Isfahan-Sirjan plains in central Iran. At the first step, the most effective physical and hydrological parameters were identified by factor analysis technique. Then the coefficients of the power formula of Qp=aXbYcZd were estimated regarding the hybrid and multiple-regression methods. The results of this analysis were compared to the L-moments approach using RRMSE and MAE statistics. The findings showed better performance of the multiple regression and hybrid rather than L-moments methodat short return periods (2, 5 and 10-year). For longer return periods (25 and 50-year) the L-moments approach represented better-fit to the observed flood data. In general, due to variability of the parameters such as, climatic factors, data length and type, affecting peak flood, each one of the regional flood frequency analyses may have better performance for the case studies. Therefore, these techniques should be evaluated for each hydrological homogeneous region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid
  • L-moments
  • Multiple-regression
  • Regional flood frequency analysis
چاوشی بروجنی س و اسلامیان س­س، 1۳۷۸ . تخمین دبی سیل با تناوب مختلف در حوضه آبخیز زاینده رود. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 3، شماره 3، صفحه­های 12-1.
سیف ع، ۱۳۸۰ . بررسی روش ترکیبی داده­ها در برآورد دبی سیلاب بخشی از جنوب غربی کشور. پایان نامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس .
محسنی ساروی م­، روحانی ح،  تلوری ع و زهتابیان  غ، 1382. تحلیل فراوانی منطقه­ای  سیلاب به روش هیبرید در شرق و شمال شرق ایران، مجله منابع طبیعی ایران، جلد ۵۶ ، شماره 3، صفحه­های 175-165.
محمدی م، 1387. بررسی کارایی تکنیک گشتاورهای خطی در تجزیه و تحلیل فراوانی منطقه ای سیل در حوضه­های اصفهان-سیرجان و دشت یزد-اردکان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد.
ملکی­ نژاد ح، 1385. تعیین و ارزیابی روابط سیل- احتمال وقوع با استفاده از تکنیک­های همبستگی– مبنا، هفتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز.
ملکی ­نژاد ح، پورمحمدی س­، 1387. تعیین مهمترین پارامترهای اقلیمی موثر بر تبخیر در مناطق خشک کشور به کمک تجزیه عاملی دوران یافته، سومین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز.
مهدوی م،.1371  هیدرولوژی کاربردی، جلد دوم ، انتشارات دانشگاه تهران.
نجاتی آ، ۱۳۷۸. استفاده از روش هیبرید در زیر حوزه­های رودخانه کرخه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد آبیاری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران.
هنربخش ا، ۱۳۷۴  .آنالیز منطقه­ای سیلاب در حوضه­های آبخیز دریاچه نمک. پایان­نامه کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران.
Caunti P and MoiselloU. 1987. Methods for estimating the peak discharge through the records of mean daily discharge, Pp. 177-184. Proceedings of the international symposium on flood frequency and risk analysis, Louisiana State University, USA.
Hjalimarsom HW and Thomas BE, 1992. New look at regional flood-frequency relations for arid lands, Journal of Hydraulic Engineering 118: 868-886.
Malekinezhad H, Nachtnebel HP and Klik A, 2011. Comparing the index-flood and multiple regression methods using L-moments, Physics and Chemistry of the Earth, 36: 54-60.
Moor RJ, 1987. Combined regional flood frequency analysis and regression on catchment characteristic by maximum likelihood estimation, Pp. 119-131. Proceeding of International Symposium of Flood Frequency and Risk Analysis, Louisiana State University, USA.
Pearson CP, 1991. New Zealand regional flood frequency analysis using L-moments. Journal of Hydrology (NZ) 30: 53-64.
Pitilick J, 1994. Relation between peak flows, precipitation and physiography for five mountainous regions in the Western USA. Journal of Hydrology 158: 219-240.
Riggs, TC and Hess GW, 1993. Techniques at engaged sites, IAHS Publication, No.190, Pp.159-170.
Vogel RM, McMahon TA, and Chiew FHS, 1993. Flood flow frequency model selection in Australia, Australian Journal of Hydrology 146: 421-449.