بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق با انتخاب موردی بازه مطالعاتی رودخانه سیوند - ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی تا دشتبال - و دو ایستگاه چمریز و پلخان به تحلیل فراوانی سیلاب به کمک نرمافزارهای Hyfran؛ Smada و Easyfitt پرداخته شد و حداکثر دبی سیل و هیدروگرافهای سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف تعیین شد. در ایستگاههای چمریز، دشتبال و پل خان از 46 سال آمار دبی حداکثر لحظهای و در ایستگاه تنگبلاغی از 35 سال آمار دبی حداکثر لحظهای استفاده شده است.
با توجه به آزمونهای مربع کایX2 ، آزمون کلموگروف و اسمیرنوف و آزمون اندرسون-دارلینگ، توزیع لوگ پیرسون 3 در ایستگاههای چمریز و تنگبلاغی و لوگ نرمال 3 پارارمتری به عنوان توزیع برتر در ایستگاههای دشتبال و پل خان انتخاب شدند. پس از انجام آزمون نیکویی برازش و انتخاب بهترین توزیع آماری برای هر ایستگاه هیدرومتری، حداکثر سیلاب لحظهای محتمل با دوره بازگشتهای مختلف، توسط نرمافزار smada محاسبه شد و در ادامه هیدروگرافهای سیلاب تولید شده با دوره بازگشت مختلف در ایستگاههای چهارگانه تولید گردید.
نتایج حاکی از آن است که در دوره بازگشتهای پایین - کمتر از 50 سال - ، تفاوت عمدهای بین مقادیر دبی در توزیعهای مختلف وجود ندارد اما با بزرگتر شدن دورههای بازگشت، اختلاف بین مقادیر دبی بین توزیعهای مختلف نیز، افزایش مییابد. از این رو انتخاب بهترین توزیع که بیشترین تطبیق را با دادههای مشاهداتی دارد، از اهمیت خاصی برخوردار است، زیرا در صورت انتخاب نادرست توزیع آماری، ممکن است مقادیر دبی در دوره بازگشتهای بالا دستخوش تغییرات زیادی شوند و از نظر طراحی و ساخت سازههای آبی و هیدرولیکی، مشکلات زیادی را به وجود آورند.
.1 مقدمه
پتانسیل سیلخیزی در کشور ما، با اطلاع از احتمال وقوع و یا دوره بازگشت سیلابها و همچنین اطلاع از محدوده گسترش سیل میتواند برنامهریزان و متخصصان را در زمینه راهکارهای کنترل این پدیده مخرب یاری نماید. فعالیتهای مهندسی از قبیل طراحی سازههای هیدرولیکی، مدیریت منابع آب و سیلبندها همه به برآورد مناسبی از مشخصههای سیلابها نیازمند است.
مطابق آمار تهیهشده توسط سازمان ملل متحد در میان بلایای طبیعی، سیل و طوفان بیشترین تلفات و خسارات را به جوامع بشری وارد آوردهاند، به گونهای که تنها در یک دهه میزان خسارات ناشی از سیل و طوفان بالغ بر 21 میلیارد دلار در مقابل 18 میلیارد دلار خسارات ناشی از زلزله بوده است. این امر در کشور ما نیز صادق است و در اغلب سالهای گذشته حدود %70 اعتبارات سالانه طرح کاهش اثرات بلایای طبیعی و ستاد حوادث غیرمترقبه صرف جبران خسارات ناشی از سیل شده است.
متأسفانه روند طبیعی توسعه در کشورهایی نظیر ایران باعث تخریب محیطزیست و منابع طبیعی شده و خسارات سیل مرتباً افزایش مییابد . امروزه با پیشرفت علم آمار و وجود توزیعهای فراوانی متعدد، روشهای تحلیل فراوانی نیز بیشتر شدهاند. توزیعهایی که بیشتر در تحلیل فراوانی سیل مورد استفاده قرار میگیرند شامل توزیع نرمال، لوگ نرمال، گاما، پیرسون، لوگ پیرسون و گمبل میباشند. توزیع نرمال و لوگ نرمال - - 2 دو پارامتری و توزیع های لوگ نرمال - - 3، پیرسون، لوگ پیرسون و گمبل سه پارامتری میباشند. سه پارامتر تاثیر گذار در این توزیعها شامل میانگین دادهها، انحراف از معیار و چولگی می-باشند.
محققان زیادی جهت شناخت مدلهای بهینه توزیعهای فراوانی و توسعه آنها گام برداشتهاند. از آن جمله میتوان به تلاشهای خالقی و طهماسبی پو، که به انتخاب مناسب ترین توزیع آماری در تحلیل و برآورد فراوانی سیل با دوره بازگشت های مختلف - مطالعه موردی: تعدادی از ایستگاه های حوزه آبخیز کشکان - پرداختند اشاره نمود.[4] قاسمی نصر و طباطبایی، به تحلیل فراوانی سیلابهای حداکثر سالانه رودخانه با استفاده از روشهای تئوریک وتجربی پرداختند.[5] گودرزی و همکاران، به تاثیر بهینهسازی ضرائب ماسکینگهام بر نتایج روندیابی متمرکز سیل پرداختند.
در این پژوهش با انتخاب موردی بازه مطالعاتی رودخانه سیوند به تحلیل فراوانی سیلاب به کمک نرمفزارهای Hyfran؛ Smada و Easyfitt پرداخته شده و حداکثر دبی سیلاب و هیدروگرافهای سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف تعیین شده است. دادههای ورودی که جهت تحلیل فراوانی سیل مورد استفاده قرار گرفته، شامل حداکثر دبی لحظهای در هر سال، برای 4 ایستگاه هیدرومتری تنگبلاغی، دشتبال، چمریز و پلخان میباشند. در ایستگاههای چمریز، دشتبال و پل خان از 46 سال آمار دبی حداکثر لحظهای و در ایستگاه تنگبلاغی از 35 سال آمار دبی حداکثر لحظهای استفاده شده است.
.2 مطالعه میدانی رودخانه سیوند
رودخانه سیوند در استان فارس واقعشده و حوضهی آبریز آن بین طول شرقی 45′ و 51° تا 03′ و 54° و عرض شمالی 22′ و 29 ° تا 15′ و 31° قرار گرفته است.[7] رودخانه سیوند، از دریاچه کافتر تشکیل میشود و پس پیوستن چندین شاخه فرعی دیگر نهایتا در محل پل خان به رودخانه کر میپیوندد، این رودخانه به صورت دائمی به جریان خود ادامه داده است. شکل زیر محدودهی مورد مطالعه رودخانهی سیوند و کر را در نقشهی ایران نشان میدهد.[7] حوضه آبریز سیوند و کر با مساحت 28234 کیلومترمربع، پرآبترین حوضه آبریز استان فارس محسوب میشود. مساحت زیر حوضه آبریز سیوند در ایستگاه تنگبلاغی 5074 کیلومترمربع و در ایستگاه دشتبال 6100 کیلومتر مربع میباشد.
قرارداد شماره - 5/2556 ع - ج در تاریخ 79/8/23 با موضوع انجام مطالعات تکمیلی هیدرولوژی و زمین شناسی رودخانه کر و سیوند در استان فارس مابین شرکت سهامی سازمان آب منطقهای فارس، بوشهر، کهگیلویه و بویراحمد و شرکت مهندسین مشاور حاسب فارس منغقد گردید.[7] برای تحصیل آمار از منابع متعددی چون سازمان تحقیقات تحقیقات منابع آب - تماب - و امور مطالعات سازمان آب منطقهای فارس استفاده شده است. شایان ذکر است که در بین ایستگاههای موجود آبسنجی ایستگاه دشتبال - سیوند - ، تنگبلاغی - سیوند - و چمریز - کر - درجه یک بوده و مجهز به امکانات لمینوگراف، پا تلفریک و اشل میباشند.
شکل.1 موقعیت جغرافیایی زیرحوضه آبریز سیوند
.3 مواد و روشها
به منظور برآورد دبی اوج لحظهای سیلابها از روش مرسوم تحلیل فراوانی1 استفاده شده است. در این راستا برای محاسبه دبی حداکثر سیلاب در هر ایستگاه آبسنجی مراحل زیر به ترتیب انجام شده است:
✓ استخراج آمار دبی حداکثر لحظهای
✓ بررسی شرایط دادهها و آزمونهای آماری
✓ برازش دادههای مشاهداتی با توزیعهای آماری
✓ آزمون نیکویی برازش و انتخاب توزیع آماری منطبق با دادههای مشاهداتی
✓ محاسبه دبی اوج لحظهای سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف
✓ تبیین هیدروگراف سیل با دوره بازگشتهای مختلف
.4 کنترل شرایط دادهها
جهت انجام تحلیلها و بررسیهای آماری دادههای مورد استفاده کنترل و بررسی شد که شرایط لازم برای استفاده در توزیعهای آماری، برازش و تحلیل فراوانی را داشته باشند. از این رو آزمونهای آماری استقلال، همگنی و دادههای پرت، برای کنترل دادههای مشاهداتی مورد استفاده قرار گرفت.
.1-4 آزمون استقلال و همگنی دادهها
برای اینکه کلیه دادههای مشاهداتی مستقل از هم باشند و هیچ اثری بر روی یکدیگر نداشته باشند، آزمون استقلال انجام شد. جهت انجام آزمون استقلال دادهها از نرمافزار Hyfran Plus استفاده شد. با توجه به نتایج حاصل از این نرمافزار، تمامی دادههای مشاهداتی شرایط آزمون استقلال را دارا میباشند و در سطح اطمینان 5 درصد، با موفقیت مورد قبول قرار گرفته است. نتیجهی نهایی این آزمون به صورت نمونه در ایستگاه چمریز در شکل.2 نشان شده است. همچنین جهت آزمون همگنی دادهها، دادههای مشاهداتی در هر ایستگاه، به دو قسمت تقسیم شده و بین سالهای آماری مشخص شد. نتایج حاصل از بررسیهای انجامشده توسط نرمافزار Hyfran Plus نشان میدهد که تمامی ایستگاهها شرایط همگنی دادهها را دارا میباشند.
شکل.2 نتیجهی آزمون استقلال دادههای ایستگاه چمریز
