تحليل چهار مشخصه خشكسالي با استفاده از توابع مفصل، مطالعه موردي: كشور ايران

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

خشكسالي پديده‌اي پيچيده و چند متغيره است كه در سطوح وسيع گسترش مي‌يابد. بدون تدوين برنامه‌هاي جامع مقابله با خشكسالي يا كاهش اثرات خشكسالي، رويدادهاي خشكسالي مي‌توانند به فاجعه تبديل شده و باعث آسيب‌هاي اجتماعي، اقتصادي و زيست محيطي قابل توجهي شوند. آسيب‌هاي اجتماعي، اقتصادي و زيست محيطي خشكسالي ممكن است ماه‌ها يا سال‌ها تداوم داشته باشد. تحليل فراواني خشكسالي به منظور توسعه برنامه‌هاي مديريت منابع آب جهت كاهش اثرات خشكسالي‌هاي پيش رو از اهميت بالايي برخوردار است. مدت تداوم، شدت، اوج و فاصله زماني بين شروع دو خشكسالي متوالي از ويژگي‌هاي اصلي وقايع خشكسالي هستند. كاپيولاها ابزارهاي رياضياتي قدرتمندي هستند كه قادر به مدلسازي ساختار وابستگي مشترك چند متغيره بين مشخصه‌هاي خشكسالي مي‌باشند. در مطالعه حاضر از نظريه كاپيولا براي توسعه يك مدل تحليل فراواني خشكسالي چند متغيره استفاده شده است. اين مدل در حوضه آبريزهاي درجه اول، دوم و نيز گستره كشور ايران طي سال‌هاي 1986 تا 2021 با استفاده از چهار متغير خشكسالي عنوان شده به كار گرفته شده است. در اين پژوهش يك رويكرد جديد ايجاد ساختارهاي كاپيولاي ناهمگن نامتقارن با استفاده از تركيب كلاس ارشميدسي با ساير خانواده‌ها توسعه داده شده است. با به كارگيري اين رويكرد مي‌توان اطمينان حاصل نمود كه ساختار همبستگي در دنباله‌هاي پايين و بالاي هر كدام از تركيب‌هاي متغيرها در ساختاركاپيولاي مشترك، به مناسب‌ترين شكل ممكن مدلسازي شده است. تحليل فراواني خشكسالي با استفاده از حالات عطفي، فصلي و شرطي و با درنظرگيري تركيبات چهار، سه و دو متغيره از متغيرهاي خشكسالي انجام گرفت. در بين رويدادهاي خشكسالي مشاهده شده، شديدترين رويداد در حوضه آبريز قره سو و گرگان از بهار سال 2013 تا پاييز 2015، با مدت تداوم 11 فصل، شدت 278/11 و اوج 16/2 و فاصله بين شروع دو خشكسالي متوالي 15 فصل به وقوع پيوسته بود. دوره بازگشت چهار متغيره اين رويداد 7/181 و 6/16 سال به ترتيب در حالت‌هاي عطفي و فصلي مي‌باشد. دوره بازگشت شرطي اين رويداد با در نظر گرفتن مدت تداوم خشكسالي و اعمال شرط براي سه متغير ديگر 6591 سال بود. نتايج حاصل از پژوهش نشان داد كه تحليل فراواني خشكسالي مستلزم در نظر گرفتن تمامي چهار متغير خشكسالي به جاي تحليل‌هاي سه، دو و تك متغيره مي‌باشد. ساختارهاي نوين ناهمگن نامتقارن به كار رفته در اين تحقيق در برازش بر تركيبات متغيرها 33 درصد از تعداد ساختارهاي توزيع مشترك را به خود اختصاص دادند. اين مقدار براي ساختار‌هاي همگن نامتقارن و متقارن به ترتيب برابر با 9/18 و 1/48 درصد بود.

223559

مهندسي و مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان