بررسی و ارائه روابط منطقه‌ای شاخص‌های منحنی تداوم جریان، در مناطق نیمه‌خشک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران

2 استاد، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران

چکیده

منحنی تداوم جریان نشان دهنده رابطه فراوانی وقوع دبی است و به­‌عنوان پیش­نیاز، برای طرح‌های مدیریت منابع آب مورد نیاز است. در این پژوهش، با بررسی داده‌های دبی روزانه ایستگاه‌های آب‌سنجی، تعداد 47 ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری سال­‌های 1355-1390 در منطقه نیمه‌خشک کشور انتخاب شد. با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000 و تعیین موقعیت ایستگاه‌ها، محدوده مورد پژوهش مشخص و 11 پارامتر فیزیوگرافی موثر بر منحنی تداوم جریان شامل ارتفاع متوسط، مساحت حوضه، ضریب گراویلیوس، شیب حوضه و طول رودخانه اصلی و پارامتر­های هیدرولوژیکی شامل بارش سالانه، شاخص جریان پایه، ضریب افت هیدروگراف جریان، شماره منحنی، نفوذپذیری و تعداد روز­های بارانی، برای هر حوضه استخراج شد. سپس منحنی تداوم ­جریان با استفاده از داده­های روزانه جریان، ترسیم و شاخص­های آن استخراج شدند. سپس تجزیه ­عاملی انجام و عوامل مستقل تاثیر­گذار بر منحنی تداوم جریان مشخص شد. سرانجام همگن­بندی بر اساس عوامل مستقل موثر انجام و روابط رگرسیونی شاخص­های منحنی در هر منطقه همگن استخراج شد. به­منظور بررسی صحت و دقت مدل­ها در مناطق همگن از روش­های آزمون استقلال خطا­ها، بررسی توزیع نرمال خطا­ها و ایستگاه­های شاهد استفاده شد.نتایج نشان داد که عوامل انتخاب شده برای تحلیل عاملی در منطقه اقلیمی نیمه‌خشک 75.875 درصد، واریانس داده­ها را توضیح می­دهند. شش پارامتر بارش، شماره منحنی، شیب، تعداد روز­های بارانی، نفوذپذیری و مساحت موثرترین پارامتر­ها شناخته شدند. نتایج بررسی دقت مدل­ها با استفاده از ایستگاه­های شاهد نشان داد که خطای نسبی روابط ارائه شده در منطقه همگن یک 0.17، منطقه دو 2.17، منطقه سه 1.53 و منطقه چهار 1.94 درصد می­باشد. توزیع نرمال خطاها، ضریب تعیین بیشتر از 0.90 و ضریب دوربین واتسن بین 1.5 تا 2.5 و معیار کارایی نش-ساتکلیف نزدیک "یک" بیانگر قابلیت اعتماد به روابط رگرسیونی ارائه شده برای برآورد شاخص‌­های منحنی تداوم جریان در حوضه­‌های فاقد آمار در مناطق نیمه­‌خشک کشور است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating and presenting regional relationships of flow duration curve indices in semi-arid regions

نویسندگان [English]

  • Rahim Kazemi 1
  • Jahangir Porhemmat 2
  • Forood Sharifi 2
1 SCWMRI
2 SCWMRI
چکیده [English]

The Flow Duration Curve (FDC) is a classical method used to graphically represent the relationship between the frequency and magnitude of stream flow and is required as a prerequisite for water resources management projects. In this study, by analyzing daily data of hydrodynamic stations, 47 stations with the appropriate statistics and the common period between 1976 and 2011 was selected in a semi-arid region of the country. Using a topographic map with a scale of 1: 50000 and determining the position of the stations, the study area was determined and 11 physiographic parameters influencing the flow duration curve including: average height, basin area, gravilillus coefficient, basin slope, main river length and hydrological parameters including annual rainfall, Base flow index, hydrograph recession constant, curve number, permeability and the number of rainy days were extracted for each basin. The flow duration curve indices were then extracted using daily flow data. Then factor analysis was performed and independent factors influencing the flow duration curve were determined. Finally, homogeneity was performed based on independent main factors and the regression relations of the curve indices were extracted in each homogeneous region.In order to investigate the validity and accuracy of the models in homogeneous regions, error-independent test methods, normal distribution of errors and control stations were used. The results showed that the selected factors for factor analysis in semi-arid climatic zone (75.875 percent) of the variance of data were explained. The six parameters of precipitation, curve number, slope, rainy days, permeability and area were known as ​​the most effective parameters. The results of the accuracy assessment of the models using the control stations showed that the relative error of the relations presented in the homogeneous region was 0.17, 2.17, 2.73, 1.53 and 1.94, respectively. The normal distribution of errors, the coefficient of determination of more than 0.90 and the  Durbin Watson coefficient between 1.5 to 2.5 also Nash-Sutcliff near "one" indicate the reliability of the regression relations presented for estimating the flow duration curve indices in the  ungagged catchments in semi-arid areas of the country.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Normal distribution
  • Regional analysis
  • Regional models
  • Ungauged catchments
  • Water resources management