تحلیل فراوانی منطقه‌ای بارش‌های حداکثرسالانه یک و دو روزه با خوشه بندی و نظریه گشتاورهای خطی، مطالعه موردی: استان خراسان رضوی

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

هدف این پژوهش، تحلیل فراوانی منطقه‌ای بارش‌های حداکثر سالانه یک روزه (AM1R) و دو روزه (AM2R) با استفاده از دیدگاه گشتاورهای خطی در استان خراسان رضوی است. بدین منظور ابتدا آزمون‌های پایه آماری شامل: همگنی، استقلال و داده پرت بر روی داده‌های AM1R و AM2R در 123 ایستگاه باران‌سنجی استان انجام شد. این استان با روش تحلیل خوشه‌ای و رعایت الگوهای توپوگرافی و بارش متوسط سالانه، به 4 ناحیه تقسیم، سپس همگنی هیدرولوژیکی این نواحی با آزمون ناهمگنی کنترل و تایید شد. پارامترهای توابع توزیع مقادیر حدی تعمیم‌یافته (GEV)، لوجستیک تعمیم‌یافته ((GLO، پیرسون نوع III (PE3) و لوگ نرمال سه پارامتری (LN3) برای داده‌های AM1R و AM2R، در هر ناحیه برآورد گردید. برای انتخاب تابع توزیع مناسب، نیکویی برازش آن‌ها با نمودار نسبت‌ گشتاورهای خطی و آزمون‌ کلموگروف- اسمیرنوف بررسی و تابع توزیع GEVانتخاب شد. سپس چندک‌های ناحیه‌ای توزیع GEV برای داده‌های AM1R و AM2R به ازای دوره بازگشت‌های مختلف محاسبه شدند. به طورکلی روابط به‌دست آمده برای برآورد AM1R و AM2R در دوره بازگشت‌های کمتر از 200 سال، در تمامی نواحی همگن از نزدیکی نسبتا خوبی با آمار واقعی برخوردار هستند. میانگین خطای مطلق بین مقادیر بی‌بعد توزیع نظری و مشاهداتی ایستگاه‌های هر ناحیه مطلوب است (بزرگترین MAE معادل 0386/0 میلی‌متر) که نشان‌دهنده دقت بالای برآوردها است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Regional Frequency Analysis of Annual Maximum 1-day And 2-day Rainfalls Using Clustering And L-moments, Case study: Khorasan Razavi Province

نویسندگان [English]

  • M. Shahedi
  • S.H. Sanaiinejad
  • B. Ghahreman
چکیده [English]

The purpose of this study is regional frequency analysis of Annual Maximum 1-day Rainfall (AM1R) and Annual Maximum 2-day Rainfall (AM2R) using L-moments theory in Khorasan Razavi Province. For this purpose, the basic statistical tests include: homogeneity, independency and outlier data for AM1R and AM2R were surveyed in 123 rainfall stations. The province was divided into four regions based on cluster analysis, topography and spatial pattern of precipitation. Hydrology homogeneity was also controlled by running heterogeneity test for each region. generalized extreme value (GEV), generalized logistic (GLO), Pearson type III (PE3) and Log Normal type III (LN3) probability distributions were estimated for every region. To select the appropriate distribution of AM1R and AM2R data, the fitness was judged using an L-moment ratio diagram and the Kolmogorov–Smirnov test and GEVdistribution select . The regionally quantile estimateions for GEV distribution were also calculated for AM1R and AM2R data. In all of the Homogeneous regions, the estimated values of AM1R and AM2R from the obtained relations are close enough to the real data of return periods less than 200 years (The largest MAE was 0.0386). The average absolute error between the estimated and the observation values in each region is favorable, showing a high accuracy of the estimation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Regional frequency analysis
  • L-moments
  • Annual Maximum 1-day And 2-day Rainfalls
  • Index rainfall method
  • Cluster analysis