برآورد و تحليل عدم قطعيت حداكثر سيل محتمل (PMF) با استفاده از رويكرد تركيبي شبيه سازي مونت كارلو و مدلسازي هيدرولوژيكي

Estimation of Probable Maximum Flood (PMF) and Uncertainty Analysis through a Synthetic Approach of Monte-Carlo Simulation and Hydrologic Modeling (Case Study: Qomroud Basin)

ابعاد خسارات حاصل از سيلاب­ ها در سطح جهان، حساسيت بسيار بالاي انتخاب سيل طراحي به‌منظور حفظ پايداري اين تأسيسات و همچنين هدف‌گذاري براي كنترل و مديريت سيلاب‌هاي محتمل را نشان مي‌دهد. در اين مطالعه، به برآورد و تحليل عدم قطعيت حداكثر سيل محتمل (PMF) حوضه آبريز رودخانه قمرود با توجه به اهميت مسئله كنترل سيلاب در اين منطقه پرداخته شده است. بدين منظور در برآورد حداكثر سيل محتمل دو رويكرد كلي مد نظر قرار گرفت. در رويكرد اول از روش آماري و با توجه به ارتباط بين مقادير بارش حداكثر و دبي حداكثر لحظه­اي سيلاب در دوره برگشت­ هاي مختلف، مقاديرPMF متناظر با حداكثر بارش محتمل برآورد گرديد. در روش آماري، با توجه به معادله خطي برازش داده شده بر مقادير حداكثر بارش محتمل برآورد شده در منطقه و دبي حداكثر لحظه، مقادير دبي حداكثر حدود 8/485 متر مكعب در ثانيه برآورد گرديد. در رويكرد دوم برآورد PMF بر اساس روش شبيه سازي هيدرولوژيكي و با استفاده از مدل بارش رواناب HEC-1انجام گرفت. تحليل عدم قطعيت نتايج حاصل از اين رويكرد نيز با لحاظ كردن عدم قطعيت­هاي موجود در مدلسازي و داده­هاي ورودي انجام شد. بدين منظور دامنه و باند عدم قطعيت تغييرات هيدروگراف PMF، به ازاي دامنه تغييرات و تركيب­ هاي مختلف از شرايط بحراني در زمان وقوع PMP با استفاده از آناليز عدم قطعيت نتايج حاصل از مدل شبيه سازي سيلاب حاصله از PMP به روش شبيه سازي مونت كارلو انجام گرديد. نتايج نشان داد مقدار حداكثر سيل محتمل در منطقه مطالعاتي در دامنه ­اي بين 432 تا 536 متر مكعب در ثانيه قرار خواهد گرفت.

A wide spectrum of resulting damages from floods throughout the world, affirms the high importance of design flood determination in order to dam sustainability and targeting to control PMF. This investigation aims to estimate PMF and analyze its uncertainty on Qomroud river basin with respect to flood controlling importance in the region. Hence, for PMF estimation two general approaches are considered as follows: 1) By using statistics and correlation functions between maximum precipitation and maximum inflow values in different return periods, the PMFs corresponding to each PMP are estimated. In the statistical method, by linear regression for PMP and maximum inflow values, the PMF is estimated about 485.5 m3 /s. 2) The PMFs are estimated throughapplication of hydrologic simulation method and rainfall-runoff model by HEC-1.The uncertainty analysis of obtained results from the second approach has been processed by considering available uncertainties in the modeling and input datasets. For this purpose, amplitude and spectrum of uncertainty changes of PMF hydrograph corresponding to the range of changes and various compounds in critical time of PMP occurrence have been defined using uncertainty analysis of derived results through Monte-Carlo flood simulation model. The results indicated the PMF values on the study area will be in a range from 432 to 536 m3/s.