چکیده:
سیل به عنوان یکی از ویرانگرترین خطرهای طبیعی شناخته شده است که آسیبهای زیادی به جوامع انسانی، تاسیسات، مراکز صنعتی و اراضی کشاورزی وارد میکند. تخمین میزان دبی سیلاب در محل تلاقی رودخانهها - با توجه به قرار گرفتن بسیاری از زیر ساختها در این مناطق – با توجه به مسائل اقتصادی و محیط زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است. در مطالعه حاضر با توجه به آمار دبی اوج سالانه موجود در بازه زمانی سالهای 1358 لغایت 1379 در حوزه آبخیز رودخانه قرهسو در استان کرمانشاه، با استفاده توابع مفصل در چهار مدل: 1)رگرسیون 2) جمع 3) عامل وزنی 4) نزدیکترین ایستگاه، اقدام به تخمین میزان دبی اوج سالانه در محل تلاقی جریانهای بالادست (ایستگاه هیدرومتری قرهباغستان) شده است. بدین منظور ابتدا همگنی و کیفیت داده-ها مورد بررسی قرارگرفت. سپس برازش توزیعهای احتمالاتی مناسب به سری دادهها صورت گرفت و با توجه به توابع توزیع حاشیه-ای ایستگاههای بالادست تابع توزیع توام در محل تلاقی جریانها با استفاده از توابع مفصل ارشمیدسی بدست آمد که بهترین تابع مفصل برای ایستگاههای بالادست تابع مفصل گامبل انتخاب شد. نتایج حاصل نشان داد مدل مفصل با استفاده از رابطه رگرسیونی، با ضریب تعیین 711/ 0، خطای جذر میانگین مربعات 387/ 79، ضریب همبستگی تائو کندال 872/ 0 و ضریب رواسپیرمن 677/ 0 دارای دقت بیشتر بوده و برای تخمین دبی اوج نسبت به سایر مدلها ارجحیت دارد. در نهایت مقادیر دبی برای دوره بازگشتهای مختلف با توجه به مدل منتخب بدست آمد.
Flood is known as one of the most devastating natural hazards which cause great damages to human societies, municipal, industrial and agricultural centers. Flood estimation in confluence points of rivers– for being the location for many infrastructures – due to economic and environmental matters receives a great importance. It is possible to estimate the flooding likelihood by examining the number of floods with specified return period. In this study, according to the statistical data of peak flows between 1358 to 1379 Hijri-Shamsi in the basin of the Qarah-Soo in Kermanshah Province, annual peak flows were estimated using copula in four models of 1) regression 2) summation 3) weight factor and 4) the nearest stations. For this, first, homogeneity and data quality were investigated. The probability distributions were fit to the data series and with regard to marginal distribution functions of upstream stations, joint distribution function at the confluence was obtained by the Archimedean copula functions. Based on the best copula function for upstream stations, Gumbel copula function was selected. Results showed that copula function in the form of regression was superior to the other models with a coefficient of determination equals to 0.711, RMSE equals to 79.387, Kendall's tau correlation coefficient equals to 0.872 and Spearman Rho coefficient equals to 0.677. Eventually, discharge amounts for different return periods were calculated according to the selected model.
خلاصه ماشینی:
در مطالعه حاضر با توجه به آمار دبی اوج سالانه موجود در بازه زمانی سال های ١٣٥٨ لغایت ١٣٧٩ در حوزه آبخیز رودخانه قره سو در استان کرمانشاه ، با استفاده توابع مفصل در چهار مدل : ١)رگرسیون ٢) جمع ٣) عامل وزنی ٤) نزدیکترین ایستگاه ، اقدام به تخمین میزان دبی اوج سالانه در محل تلاقی جریان های بالادست (ایستگاه هیدرومتری قره باغستان ) شده است .
1- Yue 2- Raynal and Salas 3- Morris and Calise 4- Favre 5- Sklar 6- Copula Functions این توابع اولین بار در مطالعات هیدرولوژی بوسیله دیمیچل و سالوادوری ١ (٢٠٠٣) برای ایجاد یک مدل دومتغیره توصیف کننده شدت و مدت بارش بکار برده شدند.
اسکالت و اسکامن ١٥ (٢٠١٥) سیلاب های محل تلاقی را با مفصل 1- De Michele and Salvadori, 2- Shiau 3- Zhang and Singh 4- Grimaldi and Serinaldi 5- Salvadori and Michele 6- Zhang 7- Reddy and Ganguli 8- Wang 9- Bender 10- Kao 11- Saad 12- Nested 13- Frank 14- Clayton 15- Schulte and Schumann سه متغیره جو١ و مفصل های جفتی مورد بررسی قرار دادند.
رحیمی و همکاران (١٣٩٣) از توابع مفصل ارشمیدسی برای تحلیل ساختار وابستگی بین متغیرهای سیل استفاده کردند و همچنین دوره بازگشت های توام متغیرهای سیل را مورد بررسی قرار دادند.
در این پژوهش از تابع مفصل به عنوان یک مدل رگرسیونی خطی برای تخمین دبی اوج در محل تلاقی جریان هـا بـا استفاده از جریان های بالادست استفاده شده است .