تحلیل فراوانی منطقه‌ای سیلاب با استفاده از روش درون‌یابی بر پایه فضای فیزیوگرافی در حوضه‌های آبخیز استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

10.22092/wmej.2014.106902

چکیده

پیشرفت در ابزار و روش‌های مکانی-زمانی، راهکارهای جدیدی را به منظور تحلیل داده‌ها و برآورد پارامترها در تحلیل فراوانی منطقه‌ای سیلاب فراهم کرده است. کاربرد روش درون‌یابی بر پایه‌ی فضای فیزیوگرافی، در بسیاری از جنبه‌های هیدرولوژیکی بسیار نوپا است. از این رو در این مطالعه اطلاعات هیدرولوژیکی، اقلیمی و فیزیوگرافی 38 حوضه آبخیز استان مازندران تهیه گردید و از روش درون‌یابی بر پایه فضای فیزیوگرافی جهت برآوردهای منطقه‌ای سیلاب براساس مقادیر دبی اصلی و دبی ویژه با دوره بازگشت‌های مختلف استفاده شد. طراحی فضای فیزیوگرافی با استفاده از 6 متغیر ژئومورفوکلیماتیک مؤثر بر سیلاب و روش تجزیه مؤلفه‌های اصلی چند متغیره انجام شد. در تمام دوره‌های بازگشت مدل نمائی، بعنوان بهترین مدل نیم‌تغییرنما انتخاب گردید و از سه روش کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده و IDW جهت درون‌یابی استفاده شد. ارزیابی نتایج برآوردهای منطقه‌ای با استفاده از روش ارزیابی متقابل جک نایف و چهار شاخص آماری BIASr،RMSE ،RMSEr  و  NASH انجام شد. پس از شناسایی و حذف 7 ایستگاه که عامل بیشترین خطای RMSEr و BIASr تشخیص داده شده بودند، نتایج بطور چشمگیری بهبود یافت. به‌ طوری که مقادیر NASH از 4/0 تا 6/0 در حالت اول به 5/0 تا 8/0 افزایش یافت. علاوه بر این سه شاخص دیگر نیز نتایج رضایت‌بخشی را ارائه نمودند. این امر نشان‌دهنده‌ی کارآمد بودن روش پیشنهادی در تخمین سیلاب در آبخیزهای فاقد ایستگاه‌های هیدرومتری می‌باشد. همچنین نتایج درون‌یابی نشان داد، روش کریجینگ معمولی و IDW عملکرد مشابه و نزدیکی دارند و نسبت به روش کریجینگ ساده عملکردشان مطلوب‌تر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Regional flood frequency analysis using physiographical space based interpolation technique in basins of Mazandaran province

چکیده [English]

Advances in tools and spatial and temporal techniques, have provided new approaches in regional flood analysis and parameters estimation. Application of interpolation techniques based on physiographical attributes, seems to be new in many hydrological aspects. However, the hydrological, climatological and physiographical information of 38 river basin information of watersheds inside of Mazandaran province were obtained and regional flood estimates basis the main and specific quantiles discharge and several of return periods were estimated using physiographical space based interpolation technique. The Multivariate Principal Component Analysis was used to design physiographic space using the six geomorphoclimatical variables affecting the flood. The exponential model had the best fit to smi-varigram model in all return periods and the ordinary kriging, simple kriging and IDW methods were used for interpolation. Results evaluated using Jack knife mutual procedure and the four statistical indexes including BIASr, RMSE, RMSEr, and NASH. Results improved dramatically, when the data of 7 stations eliminated due to having the largest value of RMSEr and BIASr. Accordingly, in the first case the NASH values increased from 0.4 to 0.6 up to 0.5 to 0.8, respectively. Moreover, the three other indexes led to satisfying results, too. This implies that the proposed approach has the efficiency to estimate discharge in ungauged watersheds. Results of the interpolation indicated that the ordinary kriging and IDW have similar performances and their performances are better than simple kriging.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Regional flood analysis
  • Physiographical space
  • Principal component analysis
  • Kriging
  • Mazandaran