اندركنش زمان وقوع سيل و خشك‌سالي در حوضه كرخه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

منابع طبيعي

كارشناسي ارشد

از گذشته دور رويدادهاي حدي مختلف بويژه سيل و خشك‌سالي همواره امنيت و تمدن بشري را مورد تهديد قرار داده‌اند. از اين حيث بشر نيز به‌منظور مقابله و كاهش اثرات رويدادهاي حدي از گذشته دور متغيرها و رفتارهاي اين پديده‌ها را مورد مطالعه و بررسي قرار داده است. اما آنچه كه اخيراً بيشتر مورد توجه قرار گرفته است، اثر و يا اثرات تركيبي يك يا چند پديده حدي در ارتباط با يكديگر است. امروزه با توسعه دانش مشخص شده است كه رويدادهاي حدي مي‌توانند تحت تأثير شرايط و يا اثرات پديده‌هاي ديگر شدت و اثرات متفاوتي داشته باشند. از اين رو در پژوهش حاضر سعي شد تا ضمن بررسي ارتباط پديده‌هاي سيل و خشك‌سالي با يكديگر و ارزيابي رفتار فصلي آنها در سيزده حوضه آبخيز درجه چهار و سه در منطقه حوضه كرخه، يك متغير هيدرولوژيكي جديدي نيز تعريف شود كه تا حدي بازگو كننده اثر متقابل اين دو رويداد حدي بر يكديگر باشد. متغير هيدرولوژيكي تعريف شده عبارت است از فاصله زماني بر حسب ماه از دبي اوج سيلاب تا اوج خشك‌سالي‌ پيش از آن در صورت وجود. براي اين منظور در پژوهش حاضر از شاخص بارش استاندارد (SPI) براي كمي‌سازي و تعيين اوج خشك‌سالي‌ها و از داده‌هاي دبي اوج سيلاب براي تعيين تاريخ واقع سيلاب‌ها استفاده شد. از آنجايي كه مقياس مطالعه دبي‌هاي اوج سيلاب حوضه‌اي و مقياس كار با شاخص SPI و خشك‌سالي ايستگاهي است، براي تبديل مقياس خشك‌سالي از حالت ايستگاهي به حالت حوضه‌اي، بارش ايستگاه‌هاي باران‌سنجي مورد مطالعه (حدود 100 ايستگاه) توسط مساحت پلي‌گون‌هاي تيسن آنها در هر حوضه ميانگين وزني گرفته شد و براي محاسبه شاخص SPI بكار گرفته شد تا شاخص SPI بيانگر شرايط ترسالي/خشك‌سالي در هر حوضه باشد. براي بررسي معني‌داري متغير هيدرولوژيكي تعريف شده از فرآيند تحليل فراواني استفاده شد. از آنجايي كه متغير فاصله زماني از اوج سيل تا اوج خشك‌سالي پيش از آن داراي ماهيت گسسته و شمارشي است براي تحليل فراواني و انتخاب بهترين تابع توزيع و برازش آن، هشت تابع توزيع احتمال گسسته مشهور شامل پوآسون (PO)، پوآسون تعميم‌يافته (GPO)، دابل پوآسون (DPO)، پوآسون-گوسين معكوس (PIG)، هندسي (GEOM)، لگاريتمي (LG) و باينوميال منفي نوع اول و دوم (NBI و NBII) مورد آزمون توسط انواع آزمون‌هاي نكويي برازش آماري و گرافيكي قرار گرفتند. بطوركلي نتايج پژوهش نشان داد كه به‌صورت مشترك در اغلب حوضه‌هاي كوچك و درجه چهار مورد مطالعه، صرف‌نظر از چند مشاهده نامتعارف، يك الگو و ارتباط مشترك بين دو پديده سيل و خشك‌سالي قابل مشاهده است. بطوريكه با افزايش شدت خشك‌سالي‌هاي سالانه تا حدود مقدار عددي 1- SPI ≈ دبي‌هاي اوج سيلاب متناظر كاهش پيدا خواهند كرد و پس از آن با ادامه تشديد خشك‌سالي‌ها (1- SPI <) دبي‌هاي اوج سيلاب به صورت ناگهاني و با يك الگو نمايي و درجه دو افزايش پيدا خواهند كرد. در حالي كه در حوضه‌هاي بزرگ و درجه سه الگو اثر متقابل سيل و خشك‌سالي متفاوت از حوضه‌هاي كوچك شناسايي شد. براي نمونه نتايج نشان داد كه در حوضه‌هاي بزرگ كه وسعتي بيش سي هزار كيلومتر مربع دارند، با كاهش مقدار عددي شاخص SPI (تشديد خشك‌سالي) به‌صورت پيوسته دبي‌هاي اوج سيلاب نيز كاهش خواهند يافت. بررسي‌هاي فصل‌بندي سيلاب‌ها و خشك‌سالي‌ها نشان داد كه در منطقه كرخه خشك‌سالي‌ها داراي رفتار فصلي خاصي نمي‌باشند. در حالي كه تحليل رفتار فصلي سيلاب‌ها به خوبي نشان داد كه اين پديده در منطقه كرخه داراي الگوي فصلي مي‌باشد. بطوريكه بيشترين فراواني وقوع دبي اوج سيلاب در حوضه‌هاي مورد مطالعه به ترتيب طي ماه‌هاي فروردين، اسفند، ارديبهشت و آذر ماه رخ داده است. نتايج تحليل فراواني نيز مشخص كرد كه توابع توزيع احتمال DPO و NBI داراي مناسب‌ترين برازش‌ها به داده‌هاي متغير فاصله زماني بين دبي اوج سيلاب تا اوج خشك‌سالي پيش از آن هستند. براساس تحليل فراواني‌هاي صورت گرفته مشخص شد كه در زيرحوضه‌هاي مورد مطالعه اميد رياضي متغير فاصله زماني بين اوج سيلاب تا اوج خشك‌سالي تقريباً بين 6 الي 8 ماه مي‌باشد و محتمل‌ترين اعداد براي اين متغير بر اساس توزيع‌هاي چگالي (PDF) عمدتاً بين 3 تا 8 ماه با متوسط احتمال چگالي حدود 10 درصد است.

218828

علوم و مهندسي آبخيز- سيلاب و رودخانه

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان