نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• باقر حیدرپور ¹
• بهرام ثقفیان ²
• ابوالفضل شمسایی ²
• سعید گلیان ³

¹ دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

² استاد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

³ استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه شاهرود

چکیده

وجود سیلاب­‌های استثنایی بزرگ که در دوره آماربرداری منظم و سیستماتیک در ایستگاه­‌های آب­‌سنجی مشاهده می‌شوند، باعث دشواری­‌هایی در اجرای روش کلاسیک تحلیل فراوانی سیلاب می­‌شوند. در این پژوهش در ابتدا شناسایی سیلاب­‌های استثنایی به­‌وسیله یکی از آزمون­‌های متداول تعیین مقادیر پرت نظیر دیکسون، گرابز و گرابز-بک در ایستگاه­‌های منطقه مورد مطالعه (حوزه آبخیز سد گلستان) صورت گرفت. به‌منظور تعیین تابع توزیع احتمال و تعیین تاثیر کاربرد مستقیم این سیلاب­‌ها در نتایج تحلیل فراوانی سیلاب، تحلیلی با سری کامل و سپس با حذف آن‌ها انجام شد. در این مرحله، ۱۵ تابع توزیع احتمالاتی مختلف به‌کار گرفته شد و برآورد عوامل در دو حالت اریب و نااریب، به سه روش گشتاورها، بیشینه درست‌نمایی و گشتاورهای وزنی انجام شد. با توجه به نتایج آزمون­‌های خوبی برازش مربع کای و کلموگروف-اسمیرنوف و محاسبه شاخص­‌های خطا، توزیع لوگ پیرسون تیپ سه به‌عنوان توزیع برتر در سری کامل و پس از حذف مقادیر سیل­‌های استثنایی انتخاب شد. نتایج تحلیل فراوانی سیلاب در این مرحله نشان داد که هر چند حذف مقادیر سیلاب­‌های استثنایی باعث تغییر نوع توزیع احتمالاتی نشد، لیکن در نتایج برآورد سیلاب بسیار تاثیرگذار است. در مرحله بعد، به‌منظور تلفیق سیلاب­‌های استثنایی با بقیه داده­‌های مشاهداتی، روش کمیته منابع آب ایالات متحده به‌کار گرفته شد. دوره تاریخی سیلاب­‌های استثنایی به­‌وسیله تحلیل حساسیت در ایستگاه­‌های تنگراه، تمر و گالیکش به‌ترتیب برابر ۳۰۰، ۶۰ و ۸۰ سال محاسبه شد. با اعمال دوره تاریخی محاسبه ‌شده، مقادیر سیلاب در دوره برگشت­‌های مختلف برآورد شد. بر این اساس، به‌طور مثال میزان دبی در دوره برگشت ۱۰۰۰ ساله در ایستگاه‌­های مذکور به‌ترتیب از رقم­‌های ۱۴۹۴۶، ۱۶۳۹ و ۲۶۳۵ مترمکعب بر ثانیه (در سری کامل عادی) به مقدار ۱۴۳۴، ۱۴۲۳ و ۱۲۹۶ (در سری کامل، پس از اصلاح عوامل تابع توزیع احتمال) کاهش یافت. بنابراین، کاربرد روش مورد استفاده این پژوهش، در کاهش هزینه‌های ساخت سازه­‌های هیدرولیکی بسیار تاثیرگذار خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

• اصلاح عوامل
• توزیع آماری
• سیلاب استثنایی
• سیل طرح
• حوزه آبخیز سد گلستان
• کاهش هزینه

عنوان مقاله [English]

Evaluating the impacts of using extraordinary floods in flood ‎frequency analysis

نویسندگان [English]

• Bagher Heidarpour ¹
• Bahram Saghafian ²
• Abolfazl Shamsai ²
• Saeed Golian ³

¹ PhD Student, Sciences and Researches Unit, Islamic Azad University, Iran

² Professor, Sciences and Researches Unit, Islamic Azad University, Iran

³ Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Iran

چکیده [English]

In present research, the exceptional floods of study area at Golestan Dam watershed were identified using one of the standard tests of identifying outlier values, e.g. Dixon, Grubbs and Grubbs and Beck.In order to determine the probability distribution function and the effect of direct application of the floods in flood frequency analysis, two sets of analysis were performed one with the whole data series and the other with deleting the outliers. At this stage, 15 different probability distribution functions were applied with biased and unbiased estimates of the parameters using three estimation methods namely method of moments, maximum likelihood and Probability Weighted Moments methods. According to Kolmogorov-Smirnov and Chi-square goodness-of-fit tests and index error calculation, the log Pearson Type III distribution was determined as the best distribution for both complete data series and data without exceptional floods. Results of the Flood frequency analysis at this stage showed that the probability distribution did not change after removing the exceptional floods, but was highly influential in the magnitude of design flood.In the next step, the method of Water Resources Committee of the United States was used to combine the exceptional floods with other observational data. Using the sensitivity analysis, the historical period for exceptional floods at Tangrah, Tamer and Galikesh stations were calculated to be 300, 60 and 80 years, respectively. The derived historical period were considered in calculation of the flood values for different return periods. For example, 1000-year design flood for the complete data series were calculated to be 14946, 1639 and 2635 cms for the aformentioned stations respectively and reduced to 1434, 1423 and 1296 for the complete data series with modification of the parameters for the probability distribution functions. Therefore, the technique used in this study effectively reduced the cost of the designed hydraulic structures.

کلیدواژه‌ها [English]

• Cost Reduction
• Design flood
• Exceptional floods
• Golestan Dam Watershed
• Statistical ‎distribution