تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی و سیلاب نمایه در حوضه های آبریز استان های خراسان

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

چکیده
روش تحلیل فراوانی سیلاب منطقه ای یکی از روش های متداول تحلیل فراوانی سیلاب بوده که به جای استفاده از آمار یک ایستگاه، آمار و ویژگی های مجموعه ای از ایستگاه های هم رفتار مورد استفاده قرار می گیرد. در مطالعه حاضر این روش با استفاده از گشتاور های خطی و سیلاب نمایه در حوضه های آبریز استان های خراسان (شمالی، رضوی و جنوبی) و به کمک نرم افزار MATLAB مورد استفاده قرار گرفت. از آمار دبی سیلاب اوج لحظه ای سالانه 68 ایستگاه آب سنجی با حداقل و حداکثر طول دوره آماری 6 و 39 سال و ویژگی های فیزیوگرافی حوضه های آبریز آن ها استفاده شد. با استفاده از روش تحلیل خوشه ای، منطقه مورد مطالعه به 7 ناحیه همگن تقسیم شد. در این نواحی بترتیب 16، 5، 20، 5، 11 و ایستگاه قرار گرفت. به کمک آزمون ناهمنوایی بر اساس گشتاورهای خطی، تنها یک ایستگاه به عنوان ایستگاه ناهمنوا تشخیص داده شد. آزمون ناهمگنی بر اساس گشتاورهای خطی، تمامی نواحی را همگن تشخیص داد. توابع توزیع لوگ نرمال سه پارامتری در دو ناحیه A و B، مقادیر حدی تعمیم یافته در ناحیه C، پارتو تعمیم یافته در دو ناحیه D و E، لوجستیک تعمیم یافته در ناحیه F و نهایتاً پیرسون نوع 3 در ناحیه G با استفاده از آزمون های نیکوئی برازش Z و کلموگروف- اسمیرنوف انتخاب شدند. با این وجود در آزمون نیکوئی برازش Z تمامی توابع توزیع در دامنه مجاز واقع شدند. ولیکن انتخاب نهایی توابع بر اساس آزمون نیکوئی برازش کلموگروف- اسمیرنوف صورت گرفت تا بدینوسیله برازش توابع در دوره بازگشت های بالا ملاک انتخاب قرار گیرد. علاوه بر توابع توزیع برتر، تابع توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته برای تمامی نواحی همگن مناسب تشخیص داده شد، به طوریکه تنها عوامل این تابع در نواحی مختلف متفاوت است. مدلی لگاریتمی و چهار متغیره به منظور برآورد سیلاب نمایه در هر نقطه از نواحی همگن، و مقیاس دار کردن مقادیر سیلاب بی بعد ناحیه ای با استفاده از ویژگی های فیزیوگرافی حوضه ها استخراج شد.

واژه‌های کلیدی: تحلیل منطقه ای سیلاب، گشتاورهای خطی، سیلاب نمایه، تحلیل خوشه ای، خراسان

عنوان مقاله [English]

Flood frequency analysis using Linear moment and flood index method in Khorasan provinces

نویسندگان [English]

  • H. Shamkoeian
  • B. Ghahraman
  • K. Davary
  • M. Sarmad
Department of Water Engineering, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Abstract
Natural disasters threatening and endangering human communities has resulted in the study and research of such disasters through the related sciences and present methods of forecasting their behavior with time and place and also from a qualification and quantity viewpoint. To this end, numerous methods for the determination of the maximum flood in various return period has been made available which can be refered to as flood frequency analysis methods. One of these methods is the regional flood frequency analysis in which instead of using the data from a single station, it considers the data and characteristics of a group of similar stations. In the case under the research this method uses L-Moments and Index Flood in North, Razavi and South Khorasan water basins and MATLAB software. Maximum annual flood statistics were used from 68 Hydrometric stations with minimum and maximum statistical periods of 6 and 39 years. Using Cluster analysis the region under study was divided to 7 partitions. Discordance test has conducted and only one station in region C was found as discordance station. Because of knowing the homogeneity of the regions, the parameter of Kappa distribution were estimated and with using the simulation method of Monte Carlo with 500 times, the homogeneity measure was tested in 7 regions. Using homogeneity test all regions was found homogen. Using goodness-of-fit measure z and Kolmogrove-Smirnov the Log normal 3 parameters distribution were selected for two regions of A and B, GEV for C, Generalized Pareto for D and E, Generalized logistic for F and Pearson III for G. Besides, GEV distribution was found appropriate for all of the regions, only their parameters are different in any regions. For estimating of index flood a logarithmic model has found for each region with 4 variables of area, height, average slop and form factor. Using of these models, the index flood can be estimated in each region and it can be used for standardize the statistics of maximum flood values.

Keywords: Regional flood frequency analysis; L-Moments; Index Flood; Cluster analysis; Khorasan

CAPTCHA Image