بخشی از مقاله
چکیده
محاسبه میزان بارش 24 ساعته یکی از پارامترهای مهم در طرح های آبیاری و زهکشی، آبخبزداری، طراحی سازه های آبی، حداکثر بارش محتمل و… می باشد.منطقه مورد مطالعه در این تحقیق حوزه رودخانه جراحی در استان خوزستان تعیین شد. ابتدا آمار موجود پس از بررسی های کمی و کیفی از طریق نرم افزار HEC4 بازسازی و تکمیل گردید. در این تحقیق روش سلسله مراتبی وارد - - WARD برای تشخیص مناطق همگن مورد استفاده قرار گرفت.
با استفاده از معیار غیر همگنی هوسکینگ - Hosking - و والیس - Wallis - هر یک از مناطق مورد آزمون قرار گرفتند.ابتدا با استفاده از برنامه HYFA تحلیل ایستگاهی انجام شد.سپس با استفاده از تحلیل منطقه ای به روش گشتاورهای خطی و آزمون نکویی برازش مختص این روش ، برای هر یک از این مناطق یک توزیع آماری معرفی شد.در پایان بارش های 24 ساعته به ازاء دوره بازگشت های مختلف محاسبه و با استفاده از ریشه میانگین مربعات نسبی خطا - rRMSE - دو روش با هم مقایسه شدند.
مقدمه
بارش یکی از مهم ترین عوامل هواشناسی است، زیرا کلیه منابع آبی یک حوزه آبریز از طریق آن تامین می گردد.منظور از بارش کلیه نزولات جوی است که به سطح زمین می رسد.پارامتر بارش در مطالعات بسته به نیازهای یک طرح به اشکال گوناگون مورد بررسی قرار می گیرد.از جمله بارش های ماهیانه،سالانه، فصلی، حداکثر بارش های 12 ساعته،48 ساعته.... در بسیاری از طرح های عمرانی مقادیر حد بارش از اهمیت زیادی برخوردار است. بیشینه بارش 24 ساعته ماکزیمم بارش رخ داده در طی یک شبانه روز است.شایان ذکر است که حداکثر بارش 24 ساعته با بارش با تداوم 24 متفاوت می باشد.
محدوده مطالعاتی
حوزه آبریز جراحی در دامنه های جنوبی و جنوب غربی زاگرس میانی قرار دارد و در تقسیم بندی های طرح جامع آب کشور به عنوان حوزه پنجم از منطقه سوم مطالعاتی مشخص می گردد.این حوزه بین مختصات جغرافیایی 48 45 و51 50 طول شرقی و 30 30 تا 31 40 عرض شمالی واقع شده است.مساحت حوزه آبریز 24307 کیلومتر مربع است که حدود 10333 کیلومتر مربع آن کوهستانی و13976 کیلومترمربع آن را دشت ها و کوهپایه ها تشکیل می دهند.این دشت ها در بخش های علیای حوزه آبریز وسعت بسیار محدودی دارد و بخش عمده ای از آن در جلگه خوزستان قرار گرفته است.
میانگین بارندگی سالیانه در حوزه جراحی از حدود 150 میلیمتر در جلگه های پست ساحلی تا حدود 900 میلیمتر در ارتفاعات شمالی تغییر می کند و رژیم بارش مدیترانه ای است. حداکثر نزولات جوی، در فاصله ماه های اذر تا اسفند رخ می دهد.فصل خشک حوزه طولانی است و در مناطق کم فراز از اردیبهشت تا پایان مهر ادامه می یابد.
مواد و روشها
انتخاب ایستگاه های باران سنجی
جهت تحلیل بارش های 24 ساعته حوزه جراحی تعداد 24 ایستگاه باران سنجی انتخاب شد.آمار این ایستگاه ها از شرکت تماب تهیه شد و با استفاده از آزمون های آماری گروبز- بک داده های پرت حذف شدند.به منظور یکسان سازی آمار مورد نیاز با استفاده از ایستگاه هایی که دوره آماری طولانی مدت داشته و شرایط اقلیمی و جغرافیایی مشابه با ایستگاه های ناقص دارند به عنوان ایستگاه های شاهد انتخاب گردید و با استفاده از برنامه HEC4،آمار ایستگاه های ناقص بازسازی و تطویل گردید. - طول دوره آماری مشترک 33 انتخاب شد. -
تحلیل فراوانی ایستگاهی
در این تحقیق با استفاده از برنامه HYFA داده های بارش 24 ساعته ایستگاه های منتخب با توزیع های نرمال ،لوگ نرمال 2 پارامتری،لوگ نرمال 3 پارامتری،گامبل،پیرسون تیپ3،لوگ پیرسون تیپ 3، گاما برازش داده شدند.سپس با آزمون های نکویی برازش بهترین برازش برای هر یک از ایستگاه ها مشخص شد.
تحلیل منطقه ای بارش ها به روش گشتاورهای خطی
در گام بعدی با استفاده از الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی - WARD - و با استفاده از خصوصیاتی شامل طول جغرافیایی ، عرض جغرافیایی، ارتفاع و میانگین بارندگی طول آمار ایستگاه های باران سنجی حوزه جراحی به دو منطقه تقسیم بندی شد. بعد از تشخیص مناطق همگن، میزان ناسازگاری ایستگاه ها با استفاده از معیار ناسازگاری هوسکینگ و والیس تعیین گردید.ایستگاه هایی که دارای میزن ناسازگاری بالا بودند یا به مناطق دیگر منتقل شده و یا حذف شدند.
شکل - - 1 دو منطقه تعیین شده را پس از جابجایی ایستگاه های ناسازگار نشان می دهد. هوسکینگ برای آزمون غیر همگنی مناطق یک روش آماری بر اساس نسبت گشتاورهای خطی پیشنهاد کرده است.این روش انحراف بین ایستگاهی درLcv را باانحراف مورد انتظار برای مناطق همگن مقایسه می کند. بدین ترتیب که پارامترهای توزیع چهار پارامتری کاپا بر اساس گشتاورهای خطی میانگین گروه تعیین شده و بر مبنای آن N ناحیه شبیه سازی می گردد.
