مقايسه روش‌هاي درون‌يابي بر پايه فضاي فيزيوگرافي CCA با گشتاورهاي خطي احتمال در تحليل فراواني منطقه‌اي سيلاب، مطالعه موردي: آبخيزهاي استان مازندران

Comparison CCA physiographical space based interpolation and linear ‎moments methods for regional flood frequency analysis, case study: ‎watersheds of Mazandaran Province

بيشينه دبي لحظه­‌اي سالانه 38 ايستگاه هيدرومتري استان مازندران به همراه خصوصيات فيزيوگرافي و اقليمي حوزه­‌هاي آبخيز گردآوري شد. نخست، از روش درون­‌يابي بر پايه فضاي فيزيوگرافي جهت برآوردهاي منطقه­‌اي سيلاب با دوره­‌هاي برگشت 10، 20، 50 و 100 سال استفاده شد. طراحي فضاي فيزيوگرافي بر اساس روش تحليل همبستگي متعارف انجام شد و برآوردهاي منطقه‌­اي سيلاب با استفاده از سه روش درون­‌يابي كريجينگ معمولي، كريجينگ ساده و IDW در فضاي فيزيوگرافي به­‌دست آمد. نتايج نشان داد كه مقادير سيلاب ايستگاهي از بيشينه همبستگي مكاني در فضاي فيزيوگرافي برخوردارند و ساختار مكاني آن­‌ها از نيم تغييرنماي گوسي تبعيت مي­‌نمايد. در ادامه، از گشتاورهاي خطي نيز براي تحليل فراواني منطقه‌­اي سيلاب استفاده شد. در اين روش، مناطق همگن بر اساس الگوريتم خوشه­‌بندي Ward تعيين شدند. همگني مناطق به­‌دست آمده از خوشه­‌بندي با استفاده از آزمون­‌هاي همگني و ناهماهنگي بررسي شد. سپس با استفاده از آزمون نكويي برازشZDIST ، توزيع لجستيك تعميم ­يافته براي هر سه خوشه به­‌عنوان بهترين توزيع منطقه­‌اي انتخاب شد و برآوردهاي منطقه­‌اي بر اساس عوامل توزيع منتخب به­‌دست آمد. در نهايت عملكرد دو روش با استفاده از روش ارزيابي جك­‌نايف و پنج شاخص آماري BIAS، BIASr،RMSE ،RMSEr و NASH بررسي شد. بر اساس شاخص NASH هر دو روش عملكرد مطلوب و مشابهي ارايه مي‌­دهند، اما، بر اساس نتايج ساير شاخص‌­هاي آماري روش درون­‌يابي بر پايه فضاي فيزيوگرافي عملكرد بهتري نسبت به گشتاورهاي خطي ارايه مي­‌دهد و با افزايش دوره بازگشت كيفيت برآوردهاي آن بهبود مي­‌يابد. در حالي­‌كه، گشتاورهاي خطي براي دوره­‌هاي بازگشت كوتاه عملكرد بهتري را ارايه مي‌­دهد. همچنين، نتايج درون­‌يابي نشان داد كه تخمين­‌هاي زمين­‌آماري نسبت به قطعي از دقت بالاتري برخوردارند و بهترين عملكرد متعلق به كريجينگ معمولي است.

The physiographical and climatological attributes of basins and maximum annual flood statics ‎were obtained from 38 hydrometric stations of Mazandaran Province. The first, physiographical ‎space based interpolation method was used for regional flood analysis with 10, 20, 50 and 100 ‎year return periods. The Canonical Correlation Analysis was used to design physiographic ‎space and regional analysis was obtained application of three interpolation methods include, ‎ordinary Kriging, simple Kriging and IDW in the physiographic space. The results showed at-‎site flood quantiles have maximum correlation spatial in the physiographic space and their ‎spatial structures following from Gaussian semi variogram. In order to evaluated the accuracy ‎results using L-moments method for regional flood frequency analysis. In this method Ward ‎clustering has been used to the determination of homogeneous regions. Homogeneity areas ‎were adjusted by using homogenous and discordancy tests. Using goodness-of-fit Z DIST the ‎Generalized Logistic distribution was selected for all clusters as the best regional distribution ‎and regional estimates obtained by parameters selected distribution. Finally, performance ‎methods evaluated using Jack Knife procedure and the five statistical indexes BIAS, BIASr, ‎RMSE, RMSEr and NASH. Both methods give the same and desirable performance based on ‎NASH; however results of other indexes showed that physiographical space based ‎interpolation method provide better performance than linear moments and improving estimated ‎by increasing the return periods, while the L-moments offers better performance for short return ‎periods. The results of interpolation indicated that geostatistics estimates have more accuracy ‎than deterministic estimates‏ ‏and ordinary Kriging has best performance.‎