بخشی از مقاله
چکیده
تخمین دبی سیلاب و برآورد دوره بازگشت پیشامدهای نادر، ازجمله سیلابها و بارانهای حدی در محل مورد نظر پروژه یکی از مهم ترین عوامل لازم جهت طراحی کلیه سازههای آبی است. تحلیل منطقه ای سیلاب پایدارترین روشها به منظور بهبود تخمین سیلاب میباشد، که در دو بخش - 1 تعیین حوضههای آبریز همگن هیدرولوژیکی و - 2 استخراج مدلهای تناوب سیلاب مناسب برای هر منطقه همگن می باشد.
در واقع برای تعیین تناوب سیلاب حوضههای فاقد آمار یا برای اجرای پروژههای خیلی بزرگ بدلیل اینکه ممکن است آمار موجود ایستگاهها مشکل داشته باشند یا سیلاب رخ داده باشد ولی ایستگاه ثبت نکرده باشد، ما نیاز به تحلیل منطقهای سیلاب خواهیم داشت. در این تحقیق حوضه آبریز قرهسو در محدوده طولهای جغرافیای 46 22 عرض 34 55 به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. و برای انجام تحقیق از روش CV برای بررسی همگنی ایستگاهها و از توزیع GEV برای تحلیل فراوانی سیلاب منطقه مورد مطالعه استفاده شده است.
در این روش پارامترهای شکل و موقعیت 1 توزیع GEV با استفاده از آمار و اطلاعات کلیه ایستگاههای منطقه برآورد شد. مقادیر سیلابهای نسبی - Qtr/Qav - برای دوره بازگشتهای مختلف در منطقه طرح بر اساس روش GEV ارائه گردید. روش دومی نیز بر اساس میانگین - Qtr/Qav - تمام ایستگاهها، برای محاسبه تحلیل منطقهای استفاده شد و نتایج در انتها باهم مقایسه گردید.
مقدمه
سیل یکی از زیانبارترین بلایای طبیعی است که طبق آمار سازمان ملل متحد در یک دهه در 130 مورد رویداد بزرگ بیش از 6103 نفر تلفات انسانی و 9/60 میلیلرد دلار خسارت اقتصادی محسوس بهجا گذاشته است. تنها در بین سالهای 1361 تعداد سیلابهای مهم کشور به 481 مورد رسیده است و خسارت جانی در این سیلابها اعم از کشته یا مجروح، بیش از 632 نفر بوده است که رقم بزرگی را تشکیل میدهد
برای این منظور لازم است که سیلابها مدیریت و کنترل شوند. برای مدیریت و کنترل آن در زمان حال و پیشبینی برای آینده بایستی میزان دبی پیک سیلابها در دوره بازگشتهای مختلف تخمین زده شود. بنابراین لازم است در این زمینه تحقیقات بیشتری برای بهبود روشهای تخمین سیلاب صورت گیرد.
از اوائل قرن 19، تلاشهای زیادی در زمینه تحلیل سیلاب صورت گرفته است. تحلیل منطقهای شاید پایدارترین روش به منظور بهبود تخمین تناوب سیل باشد. به طور کلی تحلیل منطقهای سیلاب شامل دو بخش - الف - تعیین حوضههای آبریزی که از لحاظ هیدرولوژیکی همگناند، و - ب - حصول مدلهای تناوب سیل برای هر منطقه همگن میباشد
تحقیقات بسیار زیادی در این زمینه انجام شده است و افراد بسیار زیادی سعی در توسعه روشهای تحلیل سیلاب داشتهاند و روشهای زیادی نیز در این خصوص توسعه یافتهاند از جمله: استفاده از شاخص سیلاب دالریمپل و گشتاورهای خطی هاسکینگ. هر کدام از این روشها بعدا توسط محققان زیادی توسعه یافتهاند. روش شاخص سیلاب - سیل نمایه - بر ای اولین بار توسط دالریمپل در تحلیل فراوانی منطقهای بکار برده شد، سپس این روش توسط بنسون مورد بررسی بیشتر قرار گرفت و اصلاحاتی در این روش ارائه شد.
در ادامه روند بررسیهای مختلف که در این زمینه انجام میشد شاخصهای بسیار مهمی از جمله روش شاخص سیلاب- گشتاورهای خطی توسط هاسکینگ در سال 1990 عنوان شد که یکی از کاراترین و معروفترین روشهای تحلیل فراوانی منطقهای سیلاب میباشد. به طور کلی مهمترین کاربرد گشتاورهای خطی را میتوان در حل مسائل مربوط به تخمین پارامترهای توابع توزیع، تعیین بهترین تابع توزیع، خلاصه کردن توزیع آماری و منطقهای کردن عنوان کرد. سپس برای برآورد پارامترهای توابع توزیع در مطالعات منطقهای هاسکینگ و همکارانش روش گشتاورهای خطی و وزنی احتمال را مناسب نشان دادند.
در ایران نیز تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده است. دینپژوه و همکارانش با استفاده از روش گشتاورهای خطی، به بررسی همگنی و انتخاب توابع توزیعی در 77 ایستگاه بارندگی ایران پرداختند، آنها در مطالعه خود جهت تقسیم ایران به مناطق همگن از بین 57 متغیر، 12 متغیر مناسب را به کمک روشهای چند متغیره برگزیدند. کومار با استفاده از آزمونهای ناهمنوایی و ناهمگنی، نمودار نسبتهای گشتاورهای خطی و آزمون نکوئی برازش معرفی شده توسط هاسکینگ و والیس به تحلیل فراوانی سیلاب منطقهای پرداخت. شامکوئیان و همکارنش به بررسی تحلیل فراوانی سیلاب منطقهای با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی و سیلاب نمایه در حوضههای آبریز استان خراسان به کمک نرمافزار مطلب با آمار 39 ساله ایستگاههای آبسنجی حوضههای آبریز منطقه مطالعاتی پرداخته و مدل لگاریتمی و چهار متغیرهای را به منظور برآورد سیلاب نمایه استخراج نمودند.
کردانی و فاخریفر از روش گشتاورهای خطی برای تحلیل توزیع دبیهای حداکثر رودخانهای در استان آذربایجانشرقی استفاده کرده و با توجه به نتایج بهدست آمده از تحقیق، روش توزیع وکبی پنج پارامتری را برای تحلیل سیلاب منطقه مناسب نشان دادند.
در تمام این تحقیقات انجام شده مشکلات زیادی سبب انجام تحلیل تناوب سیلابها شده است از جمله : کمبود ایستگاههای آبسنجی، کوتاهی دوره آماری، وجود دادههای پرت در دوره مشاهداتی ناشی از وقایع نادر سیلابی منطقه و وجود سالهای بدون جریان در دوره آماری موجود. وجود این مسائل و مشکلات ما را نیز برآن داشته که تحقیق حاضر را برای تحلیل منطقهای سیلاب حوضه آبریز قرهسو انجام دهیم.
منطقه مورد مطالعه:
حوزه آبریز قرهسو در محدوده طولهای جغرافیایی22 «ْ46 تاْ. 47 و بین عرض های جغرا فیایی 34◦ تا 34 ◦ 55« قرار گرفته است و رودخانهی قرهسو از شاخههای مهم و اولیهی رودخانه سیمره بوده و جریان آب قسمتهایی از استانهای کرمانشاه و کردستان را جمع آوری و به رودخانهی سیمره هدایت میکند - توانا و یوسفوند، . - 1385برای انجام این تحقیق از آمار و اطلاعات 10 ایستگاه هیدرومتر موجود در منطقه از سالهای 1356 تا 1380 استفاده شده است
جدول - . - 1 مشخصات ایستگاههای هیدرومتری منطقه مورد مطالعه
مواد و روشها:
در "تحلیل منطقهای سیلاب"، هدف این است که روشی استخراج کنیم که بتواند در هر نقطه از منطقه مورد مطالعه و حتی در نقاط فاقد آمار برآوردی از سیلاب با هر دوره بازگشت را ارائه نماید. به همین منظور آمار کلیه ایستگاههای هیدرومتری حوزه آبریز منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته و پس از گزینش ایستگاههای موجود، این ایستگاهها از روشهای مختلف مورد آزمایش قرار میگیرند و یک دوره زمانی به عنوان دوره شاخص جهت تکمیل داده های سیلاب در نظر گرفته و به تکمیل دادههای مفقود شده از روشهای شناخته شده آماری پرداخته میشود. پس از تکمیل دادههای سیلاب توزیعهای مختلف آماری بر آنها برازش شده و بهترین توزیع مناسب انتخاب میگردد. سپس یکنواختی دادهها کنترل گردیده و با روش مناسب پارامترهای توزیع برآورد شده و مقادیر سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف تعیین میگردد.
روش انجام کار:
برای تحلیل منطقهای سیلاب ابتدا لازم است همگنی ایستگاهها مورد بررسی قرار بگیرد:
همگنی ناحیهای به معنای جود شرایط اقلیمی یکسان هیدرولوِژیکی اقلیمی و خصوصیات فیزیکی مشابه میباشد، به عبارت دیگر در مناطق همگن، فراوانی سیلاب در ساختگاههای مختلف آن، وقتی که بر مبنای نسبتی از متوسط سیلاب در آنها بیان میگردد تقریبا نسبتهای یکسانی دارند. برای بررسی همگنی دو روش دالریمپل و لانگبین مورد استفاده قرار گرفته است.
