پديد آورندگان :
حسيني پژوه، نازگل دانشگاه بين المللي امام خميني - گروه مهندسي آب , احمدالي، خالد دانشگاه تهران - گروه احيا مناطق خشك و كوهستاني , شكوهي، عليرضا دانشگاه بين المللي امام خميني - گروه مهندسي آب
كليدواژه :
پيش بيني , سيلاب , SPI , SPEI , حوضه كسيليان
چكيده فارسي :
سابقه و هدف
سيلاب ها يكي از مخرب ترين بلاياي طبيعي در جهان هستند كه سبب خسارات بزرگي در جوامع انساني و تغيير محيط طبيعي مي شوند. در سالهاي اخير، احتمال وقوع سيل در بسياري از نقاط جهان موجب نگراني دائمي براي مردم و دولت ها شده است. اين مسئله سبب شده كه نياز به مهندسين و مديران كارآزموده براي كاهش اثرات سيل بر جامعه و محيط زيست بيش از پيش احساس شود. پيش بيني سيل يكي از روش هاي غيرسازه اي مديريت ريسك سيلاب است كه اطلاعات ارزشمندي براي خدمات هشدار سيل مهيا مي كند و مردم و ارگان هاي مختلف در وضعيت اضطراري زمان كافي براي آماده سازي اقدامات مقابله سيل را خواهند داشت.
مواد و روش ها
در اين مطالعه شاخص هاي بارش استادارد شده (SPI) و شاخص بارش - تبخير و تعرق استادارد شده (SPEI)، جهت مشخص نمودن دوره هاي مرطوب، در دو ايستگاه هواشناسي درزيكلا و سنگده در حوضه آبريز كسيليان واقع در استان مازندران با كدنويسي در نرم افزار R محاسبه گرديد. سپس نتايج حاصل با سري زماني دبي رودخانه (ايستگاه هيدرومتري وليك بن)، از اين نظر كه آيا اين شاخص ها توانايي تشخيص و پيش بيني سيل را دارد يا نه، مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفتند. پارامتر هاي احتمال تشخيص (POD)، نسبت هشداردهي اشتباه (FAR) و شاخص موقعيت بحراني (CSI) براي ارزيابي ميزان موفقيت شاخص هاي مذكور در تشخيص سيل، در ايستگاه هاي مورد مطالعه محاسبه شد.
يافته ها
نتايج نشان داد كه بيشترين و كمترين مقدار POD مربوط به شاخص هاي SPEI و SPI به ترتيب برابر 0/89 و 0/68 است. اين مقادير براي پارامتر CSI براي شاخص هاي ذكر شده به ترتيب برابر 0/71 و 0/62 به دست آمد. همچنين بيشترين و كمترين مقدار پارامتر FAR براي SPEI و SPI به ترتيب برابر 0/33 و 0/11 مي باشد. بررسي تغييرات زماني اين شاخص ها نشان داد كه شاخص SPEI به دليل استفاده از داده ي دما و به تبع آن محاسبه تبخير و تعرق - مخصوصا در انتهاي بهار و تابستان - كارايي تا حدودي بهتر از شاخص SPI در حوضه كسيليان با رژيم برفي باراني دارد.
نتيجه گيري
در كل بر اساس نتايج سه پارامتر POD، FAR و CSI پيشنهاد مي شود كه در حوضه هاي با رژيم برفي باراني استفاده از شاخص SPEI به دليل استفاده از دما براي ذوب برف علي الخصوص در فصل بهار و تابستان براي پيش بيني سيل مناسب تر و كاراتر از شاخص SPI است. هرچند كه شاخصSPI با به كارگيري تنها يك پارامتر، نتايج مطلوبي در پيش بيني سيلاب بدست مي دهد و از آنجا كه بارش تنها داده اي است كه در همه حوضه هاي آبريز با دقت مناسب و از ساليان دور در دسترس بوده و حداقل دو ارگان در سطح كشور به جمع آوري اطلاعات مربوط به آن مي پردازند، اين شاخص نيز حائز اهميت است.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Flood is one of the deadliest natural disasters in the world, which causes enormous sufferings to human societies and changes in environment. In recent years, flooding has become a growing concern for both communities and governments across several parts of the world. This problem, has made the needs for the experienced managers and flood engineers to reduce the flood impact on the society and environment. Flood forecasting is one of the non-structural flood risk management method which gives valuable information for flood alert services and people and various organizations will have enough time to prepare flood control measures in emergency situations.
Materials and Methods: In this study standardized precipitation index (SPI) and standardized precipitation-evapotranspiration index (SPEI) in Darzikala and Sangadeh weather stations located in Kasilian basin, Mazandaran province were calculated using R codes to determine the wet period. In order to explore the efficiency of SPI and SPEI in flood detection, the results were compared with river discharge time series in Valikbon gage station. To compare the results of SPI and SPEI indices, probability of detection (POD), false alarm ratio (FAR), and critical success index (CSI) were applied.
Results: The results showed that maximum and minimum POD for SPI and SPEI were 0.89 and 0.68 respectively. These values for CSI were 0.71 and 0.61 and for FAR parameter were 0.32 and 0.11 respectively. The trend analysis of mentioned indices showed that the SPEI index was relatively better than SPI due to the use of temperature data and hence the calculation of evapotranspiration, especially at the end of spring and summer in the Kasilian basin which has rainfall–snow regime
Conclusion: Based on the POD, FAR, and CSI statistics, it is suggested that the application of SPEI index is more suitable for flood forecasting in rainfall-snow regime due to the use of temperature data for snow melt, especially in spring and summer. The SPI index is also an important indicator because of its ability in providing desirable results in flood forecasting with only one parameter and also due to this fact that the rainfall is the only accurate data with appropriate historical period in all watersheds, and at least two organs in the country are collecting information about it.
Conclusion: Based on the POD, FAR, and CSI statistics, it is suggested that the application of SPEI index is more suitable for flood forecasting in rainfall-snow regime due to the use of temperature data for snow melt, especially in spring and summer. The SPI index is also an important indicator because of its ability in providing desirable results in flood forecasting with only one parameter and also due to this fact that the rainfall is the only accurate data with appropriate historical period in all watersheds, and at least two organs in the country are collecting information about it.
