بخشی از مقاله
چکیده
حداکثر بارشهای محتمل یکی از مهمترین عوامل دخیل در برآورد حداکثر سیلاب محتمل بوده و از این نظر در طراحی سازههای آبی نظیر سدهای مخزنی و نیز شبکههای آبیاری و زهکشی به منظور دستیابی به معیار علمی جهت طراحی مناسب و پرهیز از حداکثر سازی غیرمنطقی ابعاد سازه و همچنین توجیه اقتصادی طرح، همواره این موضوع دغدغه متخصصان و مدیران منابع آب بوده است و مدنظر قرار دادن حداکثر سیل محتمل میتواند به عنوان پارامتر اطمینان بخش در این زمینه ارائه گردد.
آنچه که مسلم است حداکثر سیل محتمل PMF در نتیجه حداکثر بارش محتمل PMP به وجود میآید. این مقاله با هدف انتخاب مناسبترین توزیع آماری مطابق با دادههای بارش حداکثر 24 ساعته در 41 ایستگاه باران سنجی استان کهگیلویه و بویراحمد صورت گرفته است. در این تحقیق با بررسی اطلاعات ایستگاههای باران سنجی موجود در منطقه مورد مطالعه و با توجه به این که آمار مورد استفاده باید سه شرط مرتب بودن، کفایت و درستی را داشته باشند، نهایتاً یک دوره مشترک آماری 30 ساله از سال آبی 1363 تا 1392 تعیین گردید.
برای تکمیل نواقص آماری از روش نسبت نرمال و به منظور انتخاب مناسبترین توزیع احتمالاتی مقادیر بارش حداکثر 24 ساعته از نرافزار Easy fit و براساس دو شاخص کلموگراف - اسمیرنوف و اندرسون - دارلینگ استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین توزیعهای آماری موجود، با توجه به اینکه توزیع ویکبی در 64 درصد ایستگاهها توزیع منتخب بود، در کل منطقه به عنوان مناسبترین توزیع انتخاب گردید.
مقدمه
یکی از کاربردهای آمار در هیدرولوژی آن است که بتوانیم برخی خصوصیات اقلیمی یا هیدرولوژیکی مناطقی را که دارای دادههای آماری کم یا اصولا فاقد آمار هستند تخمین بزنیم. زیرا در بسیاری موارد نمیتوان اجرای یک پروژه را فق به دلیل اینکه در مورد آن دادههای هیدرولوژیکی درازمدت وجود ندارد به تعویق انداخت. از طرف دیگر نمیتوان نقش دادهها را در طراحیهای هیدرولیکی نادیده گرفت - علیزاده،. - 1391 حداکثر بارش محتمل برابر بیشترین ارتفاع بارندگی است که از دیدگاه نظری در مدت معینی امکان وقوع دارد و به طور کلی به دو روش هواشناسی و آماری برآورد میشود. در روش آماری، از بارندگی حداکثر 24 ساعته مشاهدهای ایستگاه باران سنج استفاده میشود.
نزولات جوی در هر منطقه موجب تشکیل پدیدههایی مانند رودخانهها، آبهای زیرزمینی، روانآبها و سیل میشوند. این پدیدهها با فراهم کردن آبهای کشاورزی و شرب، برای بشر مفید هستند، البته و در برخی موارد باعث وقوع سیل میشوند که پدیدههای مضر تلقی میشوند. مشخص بودن میزان و شدت بارش در هر منطقه راهکاری است که میتوان به وسیله آن سود و زیان ناشی از این بارشها را کنترل کرد. با توجه به شرای خاص جغرافیایی و طبیعی استان کهگیلویه و بویراحمد و همچنین نوسانات آب و هوایی در دهه های اخیر که خشکسالیها و سیلابهای زیادی را در بر داشته، تعیین میزان حداکثر بارش 24 ساعته میتواند کمک زیادی در جهت مدیریت سیلابها، خشکسالیها، آب شستگی مجراها، فرسایش خاک و همچنین منابع ذخیره سدها در این استان را داشته باشد.
- مزیدی و امیدی، - 1390 حداکثر بارش محتمل 24 ساعته را با استفاده از روشهای گشتاور معمولی و هرشفیلد در استان فارس برآورد کردند. آنها با استفاده از نرم افزار HYFA و از توزیعهای لوگ نرمال سه پارامتره و گامبل استفاده کردند در نهایت با به کارگیری آزمون RMSE به این نتیجه رسیدند که در ایستگاه آباده در روش گشتاور معمولی مناسبترین توزیع گامبل و در ایستگاههای لار و فسا در روش گشتاور معمولی مناسب ترین توزیع لوگ نرمال سه پارامتره بود.
- طالبی و طباییزاده، - 1391 در حوزه آبخیز شیطور استان یزد به منظور انتخاب مناسبترین توزیع احتمالاتی مقادیر بارش حداکثر 24 ساعته از نرمافزار SMADA استفاده کردند و توزیع پیرسون تیپ 3 را به عنوان مناسبترین توزیع انتخاب کردند. - مزیدی و دهقانیزاده، - 1392 با روشهای گمبل و لوگ پیرسون تیپ 3 به بررسی فراوانی وقوع حداکثر دبی و حداکثر بارش 24 ساعته در حوزه آبریز نیاز شهرستان طبس پرداختند.
بررسی آماری بارندگی ایستگاه نیاز و دبی ایستگاه خرو در طی دوره آماری 19 ساله نشان داد که ضریب همبستگی برابر با 95 درصد و سطح معنیداری آن مطلوب میباشد. تحلیل فراوانی وقوع در طی 19 سال نشان داد که به احتمال 95 درصد حداکثر دبی بیش از 0/45 متر مکعب در ثانیه و حداکثر بارش 24 ساعته به احتمال 95 درصد بیشتر از 13 میلی متر در ثانیه خواهد بود. با توجه به اینکه در تحقیقات انجام شده هیچگونه توافقی در بین هیدرولوژیستها در مورد استفاده از یک تابع توزیع خاص وجود ندارد، و بسته به منطقه مورد نظر، توزیع و یا توزیعهای خاصی انتخاب و پیشنهاد شده است، لذا هدف اصلی این تحقیق انتخاب مناسبترین توزیع بر اساس دادههای مشاهدهای حداکثر 24 ساعته در ایستگاههای باران سنجی استان کهگیلویه و بویراحمد میباشد.
مواد و روش ها موقعیت منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه استان کهگیلویه و بویراحمد میباشد که در ذیل به برخی از مشخصات این منطقه پرداخته میشود. استان کهگیلویه و بویراحمد با 15519 کیلومتر مربع وسعت در ج نوب غر بی ایران، بین 29 درجه و 56 دقیقه تا 31 درجه و 27 دقیقه عرض شمالی و 49 درجه و 55 دقیقه تا 51 درجه و 53 دقیقه طول شرقی واقع شده است. این ا ستان از شمال با استان چهار محال و بختیاری، از جنوب با ا ستانهای فارس و بوشهر، از شرق با استانهای اصفهان و فارس و از غرب با استان خوز ستان همسایه است - شکل . - 1 استان کهگیلویه و بویر احمد سرزمین کوهستانی و نسبتاً مرتفعی است که کوههای زاگرس با رشتههای موازی، سراسر شمال و شرق و کوههای سیاه و سفید، خومی، خائیز و نیل جنوب شرقی آن را در بر گرفتهاند. بلندترین نقطه استان قله دنا با ارتفاع 4409 متر و پستترین ناحیه آن بیبی حکیمه با ارتفاع 197 متر از سطح دریا میباشد.
با توجه به شرای جغرافیایی استان، هر چه در امتداد اصلی کوههای زاگرس از شمال شرقی به جنوب غربی نزدیکتر شویم، از ارتفاع کوه ها و مقدار بارندگی و رطوبت هوا به طور محسوسی کاسته میشود. این وضعیت طبیعی، مشخصات اقلیمی دوگانهای را پدید آورده و استان را به دو ناحیه سردسیری و گرمسیری تقسیم کرده است. متوس دمای سالانه استان 19/9 درجه سانتیگراد و میانگین بارندگی سالانه 540/8 میلیمتر میباشد - سایت سازمان هواشناسی استان - .
روش کار
به منظور تعیین مناسبترین توزیع احتمالاتی ابتدا دادههای ایستگاه-های بارانسنجی استان شامل مختصات ایستگاهها و آمار حداکثر بارش 24 ساعته آنها از سازمان آب منطقهای استان دریافت شد. سپس از مجموع 47 ایستگاه موجود 6 ایستگاه به دلیل نبود یا کمبود آمار لازم حذف گردید و برای ایستگاههای باقیمانده یک دوره آماری 30 ساله از 1363-1364 تا 1392-1393 انتخاب گردید.
