تحلیل فراوانی سیل براساس روش‌‌‌های تئوری مقادیر حدی (مطالعه موردی: ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه، گلستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی‌گرگان

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی‌گرگان

4 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

5 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سیل از وقایع مهم در هیدرولوژی می‌باشد و یکی از راه‌های مطالعه‌ی آن‌ تحلیل فراوانی رخدادهای آن‌ در دوره‌های گذشته می‌باشد. اما داده‌هایی که به عنوان مقادیر حدی انتخاب می‌شوند می‌تواند نقش موثری در تحلیل فراوانی سیل داشته باشند. روش‌های مختلفی بدین منظور ارائه شده است که می‌توان به روش حداکثر سالانه و روش وقایع حدی فراتر از حد آستانه اشاره کرد. در روش حداکثر سالانه، فقط بیشترین واقعه رخ داده شده در هرسال انتخاب می‌شود. اما در روش حد آستانه صرف نظر از زمان رخداد وقایع، آستانه‌ای را تعیین می‌کنند و مقادیر بالاتر از آن را در تحلیل فراوانی شرکت می‌دهند. سوالی که مطرح می‌شود این است که نقطه بهینه آستانه را چگونه باید تعیین کرد. بدین منظور شروطی مطرح می‌شود تا براساس آن نقطه‌ی بهینه تعیین شود. استان گلستان از مناطق سیل‌خیز در ایران می‌باشد. بر این اساس ایستگاه ارازکوسه در این استان که دارای داده‌های دبی در مقیاس روزانه طی دوره‌ی آماری 45-1344 الی 89-1388 می‌باشد، به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. با ترسیم سری زمانی مقادیر دبی، وقایع مستقل انتخاب شدند تا در روش ‌حد آستانه مورد استفاده قرار گیرند. مقایسه نتایج تحلیل فراوانی مقادیر حدی نشان داد که روش حد آستانه‌ها در دوره‌بازگشت‌های مختلف، مقادیر بالاتری را نسبت به روش حداکثر سالانه ارائه می‌کند و همچنین با ترسیم فواصل اطمینان دوره‌بازگشت‌های مختلف، روش حد آستانه‌ها عدم قطعیت کمتری را به همراه دارد. در ضمن آستانه بهینه برای تحلیل فراوانی سیل در روش حد آستانه برابر 47 مترمکعب بر ثانیه بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Flood Frequency Analysis on the basis of extreme values theory (Case Study: Arazkuseh hydrometric station, Golestan )

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Zahedianfar 1
  • Khalil Ghorbani 2
  • Mehdi Meftah Halaghi 3
  • Mohammad Abdolhosseini 4
  • AmirAhmad Dehghani 5

1 MSc. Student/ Water Resources Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

3 Associate Professor, Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

4 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

5 Associate Professor, Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

چکیده [English]

Flood is an important hydrological event which has considerable outcomes in human’s life. The frequency analysis of prior period is one of the ways for assessing this event. However, the selection method of extreme values can have a significant impact on frequency analysis of such events. Several approaches have been proposed for this purpose, including the annual maximum series (AMS) and the peaks over threshold (POT). In the AMS method, only the greatest event occurred in each year will be selected. But in POT method, regardless of the time of occurrence of extreme events, a threshold is determined and the values over threshold are participated in the frequency analysis. The question is that, how to determine the appropriate threshold. For this aim, some constraints have been made, satisfying them, optimal point can be determined. Golestan province is one of the major poles of agriculture in Iran. Thus, Arazkuseh station in this province, with longtime daily recorded discharge data during 1344-45 to 1388-89, was selected as the study area. Drawing time-series diagrams for discharge data, individual events were selected to be used in the POT method.
Comparing the results of the extreme values frequency analysis indicated that the POT method provides higher quantiles than the AMS, in different return periods. Also, by plotting confidence intervals for different return periods, POT method presents less uncertainty. The optimal threshold of 47 cubic meters per second was obtained for flood frequency analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Frequency analysis
  • The extreme values theory
  • Peaks over threshold
  • Annual maximum series