تحلیل سیلاب حوضه رودخانه گاماسیاب با روش رگرسیون چندگانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 استادیار ژئومورفولوژی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 استادیار آمار، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

برآورد سیلاب در مناطق با آمار محدود و یا فاقد آمار یکی از مسائل مهم در طرّاحی سازه­های آبی و مدیریت بهینة منابع آب به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می­شود. هدف از نوشتار پیش رو برآورد سیلاب رودخانة گاماسیاب و پیش‌بینی سیلاب­های حداکثر و تناوب وقوع آن‌ها با تکیه بر عوامل محیطی مؤثّر در وقوع سیلاب است. برای دستیابی به این هدف از دو روش رگرسیون خطّی چندگانة ساده و لگاریتمی استفاده شده است. بدین منظور ابتدا در محیط نرم­افزار GIS حدود حوضة آبگیر رودخانة گاماسیاب و هریک از زیرحوضه­ها­ی آن مشخّص و سپس لایه‌های مورد نیاز باعنوان عوامل مؤثّر در وقوع سیلاب تهیّه شده است. این لایه­ها عبارت بودند از لایة ژئومورفولوژیکی، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، لایة تراکم آبراهه و داده­های اقلیمی برای حوضة گاماسیاب و هرکدام از زیرحوضه‌ها به‌طور جداگانه استخراج شد؛ همچنین همة ایستگاه‌های آب‌سنجی موجود در منطقه بررسی شد، در این میان شش ایستگاه که دارای حداقل ده سال آمار بوده­اند، انتخاب و پس از بازسازی چند آمار برای بعضی از ایستگاه‌ها پایة آماری مشترک شانزده سال انتخاب شد. درادامه با استفاده از نرم­افزار Hyfa و روش حداکثر درست­نمایی بهترین تابع توزیع منطقه­ای مشخّص شد. با استفاده از توزیع غالب لوگ نرمال 3 پارامتری برای هر حوضه سیلاب با دوره بازگشت‌های 2، 5، 10، 20، 25، 50، 75 و 100 سال محاسبه، سپس بین مقادیر دبی با دوره بازگشت‌های مختلف در محلّ ایستگاه‌های یادشده و عوامل مؤثّر بر سیلاب در بالادست آن‌ها، با استفاده از رگرسیون چندگانة ساده و لگاریتمی و با استفاده از روش‌های پیش­رو، پس‌رو و گام‌به‌گام، روابط و مدل‌ها ارائه شد. نتایج نشان داد که مهم‌ترین عامل مؤثّر در دبی حداکثر لحظه‌ای مساحت است، که بین سیلاب و مساحت حوضه رابطة معنی­داری در سطح 99% وجود دارد و پس از مساحت حوضه، بارش متوسّط سالیانه و تراکم آبراهه، بیشترین تأثیر را در سیلاب دارند.
 

کلیدواژه‌ها


احمدی عامله؛ علیرضا؛ (1391) تحلیل منطقه‌ای سیلاب با استفاده از روش‌های نروفازی؛ شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطّی چندگانه در حوزة کارون شمالی با تأکید بر استان چهارمحال و بختیاری، پایان­نامة کارشناسی­ارشد، استاد راهنما: افشین هنربخش و علی احمدی عامله، دانشگاه شهرکرد.

اسلامیان سیدسعید؛ سلطانی کوپائی؛ سعید؛ (۱۳۸۱) تحلیل فراوانی سیل، چاپ اوّل، انتشارات ارکان، اصفهان.

خسروشاهی محمد؛ (1380) تعیین نقش زیرحوضه‌های آبخیز در شدّت سیل‌خیزی حوضه (مطالعة موردی حوضة آبخیز دماوند)، رسالة دکتری، استاد راهنما: دکتر بهرام ثقفیان، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

‌ذوقی، مهرداد (1388) تحلیل فراوانی منطقه‌ای سیلاب و پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی در حوضة آبخیز کارون شمالی (با تأکید بر استان چهارمحال و بختیاری)، پایان‌نامة کارشناسی­ارشد، دانشگاه شهرکرد.

رضایی­مقدم، حسین؛ اصغری، صیاد؛ فیض­اله­پور، مهدی (1390) مدل‌سازی جریان سیلاب حوضه آبریز رودخانه جاجرود با استفاده از رگرسیون چند متغیّره، فصلنامة انجمن جغرافیای ایران دوره جدید، 9 (30)، صص. 176-163.

سرحدی، علی؛ سلطانی، سعید؛ خواجه­الدین، سیدجمال­الدین؛ مدرس، رضا (1387)؛ آنالیز سیل­خیزی منطقة جیرفت با استفاده از مدل دبی آستانه، مجلّة علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 2 (3)، صص. 36-30.

سرمدیان، فریدون؛ تقی­زاده مهرجردی، روح­اله؛ محمدعسکری، حسین؛ اکبرزاده، علی (1389) مقایسة روش­های شبکه عصبی؛ نروفازی و رگرسیون چندمتغیّره در پیش­بینی برخی خصوصیات خاک (مطالعة موردی: استان گلستان)، مجلّة تحقیقات آب‌وخاک ایران، 41 (2)، صص. 220-211.

سلیمانی، کریم؛ یوسفی، عبدالرضا؛ کوچک­نژاد، قاریرقلی (1382) بررسی نقش عوامل فیزیوگرافیک حوضه بر دبی‌های حداکثر لحظه­ای در زیرحوضه­های گرگانرود به‌منظور ارائة مدل منطقه­ای سیلاب، مجلّة علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 10 (4)، صص. 174-161.

شایان، سیاوش (1378) تعیین محدوده طبیعی نهاوند با استفاده از داده‌های رقومی ماهواره‌ای و لزوم رعایت این محدوده در برنامه­ریزی­های منطقه‌ای، فصلنامة فرهنگان، 1 (1)، صص. 101-90.

شایان، سیاوش (1379) حوضة گاماسیاب؛ حوضه­ای مناسب برای آموزش­ها و پژوهش­های میدانی ژئومورفولوژیک و هیدرولوژیک، فصلنامة تحقیقات جغرافیایی، (73)، صص. 143-133.

شایان، سیاوش (1382) ویژگی­های ژئومورفولوژیک مخروطه­افکنه حوضة گاماسیاب، پژوهش­های جغرافیایی، (46)، صص. 113-99.

علیزاده، امین (1385) اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ بیست و هفتم، انتشارات دانشگاه فردوسی، مشهد.

غیاثی، نجفقلی؛ عرب­خدری، محمود؛ غفاری، علیرضا؛ حاتمی، حمید (1383)؛ بررسی تأثیر برخی ویژگی هندسی آبخیزها بر سیلاب‌ها حداکثر لحظه‌ای با دورة برگشت مختلف، پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، 17 (62)، صص. 10-2.

کارآموز، محمد؛ عراقی­نژاد، شهاب (1384) هیدرولوژی پیشرفته؛ چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.

معاون هاشمی، احمد (1379) تحلیل منطقه­ای سیلاب در خراسان، پایان‌نامة کارشناسی­ارشد دانشگاه تربیت مدرس تهران.

مهدوی محمد (1384) هیدرولوژی کاربردی، جلد 2، انتشارات دانشگاه تهران.

مهدوی محمد؛ شریفی فرود؛ احمدی، سیده زهرا (1378)؛ عوامل مؤثّر بر سیل­خیزی و ارائة مدل کمی با استفاده از سیستم‌های اطّلاعاتی جغرافیایی، مطالعة موردی حوضة آبخیز کن، نشریة جنگل و مرتع، (65)، صص. 74-68.

همایونی، صدیقه (1386) بررسی تطبیقی رواناب‌های زیرحوضه­های دینور با توجّه به ویژگی‌های­ ژئومورفولوژی، پایان­نامة کارشناسی­ارشد، دانشگاه رازی.

هنربخش، افشین (1374) آنالیز منطقه‌ای سیلاب در حوضة آبخیز دریاچة نمک، پایان‌نامة کارشناسی­ارشد، دانشگاه تهران.

Dalrymple, T. (1960) Flood-frequency analyses, manual of hydrology: Part 3 (No. 1543-A), USGPO.

Ellouze, N., Abida, H. (2007) Regional Flood Frequency Analysis in Tunisia: Identification of Regional Distribution, Water Resources Management, 22 (8), pp. 943-957.

Hussain, Z., Pasha, G. R. (2009) Regional flood frequency analysis of the seven sites of Punjab, Pakistan, using L-moments, Water resources management, 23 (10), pp. 1917-1933.

Jingyi, Z., Hall, M. J. (2002) Regional flood frequency analysis for the Gan-Ming River basin in China, Journal of Hydrology, 296 (1-4), pp. 98-117.

Kite, G. W. (1974) Case Study of Regional Analysis Techniques for Design Flood Estimation, Canadian Journal of Earth Sciences, 11 (6), pp. 801-808.

Noto, L. V., & La Loggia, G. (2009) Use of L-moments approach for regional flood frequency analysis in Sicily, Italy, Water resources management, 23 (11), pp. 2207-2229.

Pitilick, J. (1994) Relation between pick flow Precipitation and - physiographic for five mountaionous regions in the western U.S.A J, Journal of Hydrology, 158 (3-4), pp. 219-226.

Saf, B. (2009) Regional flood frequency analysis using L-moments for the West Mediterranean region of Turkey, Water Resources Management, 23 (3), pp. 531-551.

Smith, K. (1992) Environmental hazards Assessing risks and reducing disaster, Routledge.

Thomas, D. M., Benson, M. A. (1970) Generalization of streamflow characteristics from drainage-basin characteristics