خلاصة:
در تحقیقات منابع آب، تعیین دبی سیلاب حوضههای مختلف اهمیت بسیار زیادی دارد. بنابراین، این مطالعه با هدف تعیین حداکثر سیلاب با دوره بازگشتهای 10، 25، 50 و 100 سال با استفاده از مدل رگرسیونی و خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضههای حوضه درهرود با مساحت 12900 کیلومتر مربع در استان اردبیل، انجام شده است. در این پژوهش، دادههای دبی 16 ایستگاه هیدرومتری جمعآوری و تکمیل گردید و سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف محاسبه گردید. سپس با استفاده از نرمافزارهای ArcGIS و WMS مشخصات فیزیوگرافی زیرحوضهها، شامل مساحت، شیب، ضریب شکل و ارتفاع متوسط، زمان تمرکز و شماره منحنی زیرحوضهها استخراج گردید و مدل رگرسیونی سیلابها محاسبه گردید. نتایج کالیبراسیون مدل نشانداد که میزان حداکثر دبی سیلاب برآورد شده توسط مدل رگرسیونی برای دوره بازگشتهای مختلف به خوبی با سیلاب مشاهده شده مطابقت دارد. بهطوریکه میزان ضرییب تبیین در دوره بازگشتهای 10، 25، 50 و 100 سال بهترتیب برابر97، 6/ 96، 8/ 95 و 7/ 94 درصد برآورد گردید. نتایج نشانداد مدل رگرسیون خطی با دقت بسیار خوبی قادر به پیشبینی میزان سیلاب زیرحوضههای درهرود با استفاده از پارامترهای فیزیوگرافی حوضه میباشد و با افزایش دوره بازگشت به میزان جزئی از دقت مدل کاسته میشود. همچنین نمودارهای پراکندگی نشان داد که کلیه مدلها بسیار جزئی از حالت کمبرآورد برخوردار بودند و پراکندگی نقاط حول محور یک به یک برای تمام دوره بازگشتها، بسیار مناسب بود.
1-Introduction Flood is a natural phenomenon, which threatens the life and properties of a large number of people all over the world, yearly. Flood discharge, regarding water resource exploitation, flood control, construction of dams, basin management, and hydrologic studies, is of high importance in studies. Therefore, the accuracy of these studies and the safety of waterworks and water structures depend on the methods of studies to a large extent. It is impossible to manage water resources in basins without the accurate determination of the peak flood discharge. The advances in flood estimation techniques have made it possible to use rainfall-runoff models to assess the hydrographic properties of the flood in watersheds and decrease the risks of the flood. In studies on water resources, it is of high importance to determine the flood discharge of different basins. Studies of Dile and Srinivasan (2014) and Hoseini et al. (2017) showed that basin level and rainfall can be the most important factor in runoff flow. Consequently, proper simulation and modeling of flood runoff are the important parameters in flood management in the region. However, it is necessary to use new models to determine flood hydrograph parameters. So, this study aimed to determine the peak flood discharge of the Darrehrood basin using regression mode for return periods of 10, 25, 50, and 100 years. 2-Methodology Darrehrood basin is located in Northwest Iran. The basin is surrounded by mountains and is considered the main basin of Ardabil Province. It lies within 47°30' to 48°55' longitude and 37°45' to 39°42' latitude. Its area is approximately 12900 km2. Discharge data were collected from 16 hydrometric stations with a statistical period of 15 years during 2001-2015. Incomplete data related to stations were completed using statistical methods and considering the best statistical distribution of floods in the studied sub-basins, floods with different return periods were calculated then the physiographic characteristics of sub-basins that affect flood rate include: area, slope, shape factor, height average, concentration-time, and curve number achieved using ArcGIS and WMS (watershed modeling system). To evaluate the model, maximum error (ME), root mean square error (RMSE), relative percentage error (ε), mean absolute error (MAE), coefficient of determination (R2), Coefficient of residual mass (CRM), and model efficiency (EF) were used. 3-Results and Discussion The model calibration results showed that the simulated peak discharge and flow volume are in good correspondence with the observed values, so that, the lowest goodness of fit (R2) value in the return periods of 10, 25, 50, and 100 years were estimated to be 97, 96.6, 95.8 and 94.7 %, respectively. The results showed that the linear regression model with very good accuracy can predict the peak discharge in the sub-basins in Darrehrood using the physiographic parameters of the basin and with increasing the return period, the accuracy of the model is slightly reduced. Model evaluation indicators for the return period of 100 years include root mean square error (RMSE), relative percentage error (ε), mean absolute error (MAE), Coefficient of residual mass (CRM), and model efficiency (EF) were calculated 40.75, 52.12, 0.52, 0.92 and 0.62 respectively. Cross-validation diagrams showed that all models were partially underestimated and the scatter of points around the one by one axis was very suitable for the whole return periods. According to the paired t-test of the difference between predicted and actual values in different return periods in the level confidence of 1% are not significant. 4-Conclusions The results of this study show that the model has good accuracy for estimating floods in sub-basins of Ardabil province.
ملخص الجهاز:
بنابراین ، این مطالعه با هدف تعیین حداکثر سیلاب با دوره ی بازگشت های ١٠، ٢٥، ٥٠ و ١٠٠ سال با استفاده از مدل رگرسیونی و خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه های حوضه ی دره رود با مساحت ١٢٩٠٠ کیلومتر مربع در استان اردبیل ، انجام شده است .
نتایج نشان داد مدل رگرسیون خطی با دقت بسیار خوبی قادر به پیش بینی میزان سیلاب زیرحوضه های دره رود با استفاده از پارامترهای فیزیوگرافی حوضه میباشد و با افزایش دوره ی بازگشت به میزان جزئی از دقت مدل کاسته میشود.
جدول (١): خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه های دره رود Table (1): Physiographic characteristics of the Sub-basins of Darrehrood ردیف نام ایستگاه مساحت (km٢) ضریب شکل ارتفاع متوسط (m) زمان تمرکز (hr) شیب آبراهه اصلی (%) شماره منحنی ١ ارباب کندی ٤٧٤٢/٨٣٤ ٠/٧٢٥ ١٧٣٥ ٢٢/٧٠٤ ٠/٦٢٧ ٧٤/١٧٩ ٢ بوران ١٢٢٠٦/٧٤٤ ٠/٣٨٤ ١٤٩٨ ٣٥/٣٣٧ ٠/٣٨٥ ٧٤/٠٠٦ ٣ دوست بیگلو ٧٤٦١/١٨١ ٠/٥٧ ١٦٨٥ ٢٤/٩٣٥ ٠/٤٧٣ ٧٣/٧٧٩ ٤ سامیان ٤٠٦٦ ٠/٨٩٧ ١٧٨٧ ٣١/١١٤ ٠/٩٨٤ ٧٣/٩٠٩ ٥ کوزه تپراقی ٨٠٤/٤٠٢ ٠/٤٦ ١٧٤٩ ١١/٣٣٠ ١/٠٣١ ٧٣/١٤٤ ٦ مشیران ٩٦٠٠/٠٢٤ ٠/٦٢٦ ١٦٧٦ ٢٧/٧١٦ ٠/٣٩٣ ٧٣/٨٧٥ ٧ ایریل ٨٢/٣١٩ ٠/٥٧٩ ١٥٥٨ ٦/٠٨٤ ٢/٠٨٩ ٧٠/٣٤٢ ٨ آتشگاه ٢٤/٩٧٥ ٠/٢٩٥ ٢٤١٦ ٦/٢٨٤ ٧/٢١٢ ٧٥/٥٢٩ ٩ آلادیزگه ٢٥/٨٨٨ ٠/٣٥٣ ١٤١٢ ٤/٦٦٨ ٢/٣٧ ٧٣/١١٤ ١٠ پل سلطانی ١٤٠/٠٢٩ ٠/٢٦٧ ٢٦٣٤ ١٥/٨ ٦/٥٤٢ ٧٧/١٩٢ ١١ عنبران ٣٨/١١٢ ٠/٣٦٩ ١٨٩٨ ١/٣٩ ٥/٣١٤ ٧١/٣٠٦ ١٢ ننه کران ٧/٣٧٣ ٠/٢٠٦ ١٤٠٢ ١/٥٨٨ ١/٧١٧ ٦٥/٢٦١ ١٣ نیر ١٦٣/٩٣٣ ٠/٢٠١ ٢٤٧٩ ٣/٤٥ ٥/٨٣٣ ٧٤/١٨٨ ١٤ نوران ١٣١/٨٥٨ ٠/٢٣٧ ١٩٣٥ ٢/٨٧ ٥/٠٧١ ٧٦/٥٤٤ ١٥ هیر ١٣١/٢٦٢ ٠/٤٢٩ ٢٢٢٧ ٢/٦٩ ٤/٦٤١ ٦٨/٨٢٨ ١٦ یامچی ٥٦٣/٨٧٦ ٠/٥٨٨ ٢١١٧ ٣/٩٧٢ ٥/١١٣ ٧٣/٠٠٠ ٢-٤-بازسازی داده های سیلاب ٢٤ ساعته تمام مطالعات هیدرولوژیکی بر اساس آمار مورد قبول پایه گذاری شده است و درصورتیکه این اطلاعات ناقص باشد، نمیتوان آنالیز آماری صحیحی انجام داد بنابراین لازم است این نواقص آماری برطرف گردد.