اصلاح شاخص خشكسالي هيدرولوژيكي بر اساس تعيين مناسب‌ترين توزيع‌ احتمالاتي

Hydrological Drought Index Correction Based on Determining the Most Appropriate Probability Distribution

عمده‌ترين روش جهت تحليل خشكسالي هيدرولوژيكي استفاده از شاخص خشكسالي جريان رودخانه‌اي (SDI) مي‌باشد. اين شاخص مبتني بر فرض پيروي سري داده‌هاي حجم جريان رودخانه از توزيع گاما و اصل انتقال هم احتمال مي‌باشد. در اين تحقيق، بواسطه كاربرد سري داده‌هاي متوسط آبدهي ماهانه و سالانه 49 ايستگاه هيدرومتري مبناي وزارت نيرو، كارايي 65 توزيع احتمال مورد بررسي قرار گرفت. در هر مورد توابع توزيع احتمالي مختلف بر سري داده-هاي ماهانه و سالانه برازش يافته و بر اساس آزمون كلموگروف-اسمرينوف، مناسبترين توزيع احتمالي و مقدار احتمال تجمعي از آن توزيع محاسبه گرديد. سپس مقدار شاخص SDI از توزيع برتر و توزيع گاما محاسبه گرديد. نتايج نشان داد در مقياس سالانه توزيع گاما فاقد فراواني به عنوان توزيع برتر مي‌باشد. در مقياس ماهانه نيز اين توزيع تنها در 1 درصد از كليه حالات مورد بررسي به عنوان توزيع برتر شناخته شد. اين در حاليست كه توزيع Wakeby در مقياس سالانه در حدود 35 درصد حالات و در مقياس ماهانه تا حدود 43 درصد حالات در برخي از ماه‌ها به عنوان توزيع احتمال برتر معرفي گرديد. نتايج نشان داد جابه‌جايي طبقات خشكسالي علاوه بر رتبه تابع توزيع، به ميزان اختلاف شاخص P-Value از توزيع برتر و توزيع گاما، بستگي دارد. بيشترين و كمترين ميزان جابه‌جايي طبقات خشكسالي هيدرولوژيكي حاصل از كاربرد توزيع برتر، به‌ترتيب مربوط به ماه‌هاي آذر و ارديبهشت مي‌باشد. مشخص گرديد بيشترين فراواني جابه‌جايي طبقات خشكسالي حاصل از كاربرد توزيع برتر در طبقه نرمال رخ داده است. لذا توصيه مي‌گردد توزيع Wakeby جايگزين توزيع گاما در محاسبات شاخص SDI گردد.

Streamflow Drought Index (SDI) is based on the assumption that the flow data series follows from Gamma distribution. In this study, the efficiency of 65 statistical distributions was evaluated through the use of monthly and annual flow data series of 49 hydrometric stations. The results show that on the annual scale, Gamma distribution is not the superior distribution. On a monthly scale, this distribution was found only in 1% of all cases examined as the superior distribution. This is while the Wakeby distribution was introduced on an annual basis in about 35 percent of the cases, and on a monthly scale, up to 43 percent of the scenarios were introduced as a top-ranked distribution. Based on the SDI index calculated based on Gamma distribution and Wakeby distribution, in the case of the P-Value of the Gamma distribution is less than 0.3, it is possible to move the drought classes using Wakeby distribution. These conditions were observed in 30% of the examined cases. The highest and the lowest displacements of the hydrological drought classes due to the use of superior distribution were in December and May, respectively. It was found that the highest frequency of displacement of the drought classes resulted from the use of superior distribution occurs in the normal class. Accordingly, it is recommended that the Wakeby distribution be replaced by the gamma distribution in the SDI calculations.