ايجاد و بررسي مدل‌هاي مختلف تحليل منطقه‌اي تناوب سيلاب تابعي از دوره بازگشت (مطالعه موردي: استان اردبيل)

Derivation and investigation of regional flood analysis models as a function of return period (Case study: Ardabil province)

سابقه و هدف: توسعه روش‌هاي برآورد فراواني منطقه‌اي سيلاب در مناطق فاقد ايستگاه‌هاي اندازه‌گيري يكي از اولين اهداف اصلي در مسايل روز هيدرولوژي مي‌باشد. ارزيابي فراواني سيلاب در حوضه‌هاي فاقد ايستگاه‌هاي اندازه‌گيري، معمولاً توسط ايجاد روابط مناسب آماري (مدل‌ها) بين سيلاب و ويژگي‌هاي فيزيكي حوضه انجام مي‌گيرد. در اين پژوهش، تحليل منطقه‌اي بين دبي سيلاب به‌عنوان عامل وابسته و ويژگي‌هاي فيزيكي به‌عنوان عامل مستقل با به‌كارگيري روش معكوس در حوضه‌هاي استان اردبيل انجام گرفت. مواد و روش‌ها: منطقه مورد پژوهش، در نواحي مركزي استان اردبيل قرار دارد كه شامل 9 ايستگاه هيدرومتري همگن مي‌باشد. از ايستگاه‌هاي همگن موجود، 7 ايستگاه براي واسنجي (ايجاد مدل) و 2 ايستگاه براي صحت‌سنجي مدل‌هاي ايجاد شده، مورد استفاده قرار گرفتند. براي حصول به مدل واحد، دوره بازگشت به‌عنوان عامل مستقل در مدل در نظر گرفته شد. چهار نوع مدل شامل مدل‌هاي مساحت، مساحت- شيب، مساحت- شيب- طول آبراهه‌ها و مدل فولر مورد مطالعه قرار گرفت. يافته‌ها: از بين چهار مدل مورد مطالعه، مدل فولر عملكرد مناسبي براي تخمين سيلاب نشان نداد. مدل مساحت با RMSE 30/23 و 51/23 (مترمكعب بر ثانيه) كم‌ترين دقت و مدل مساحت- شيب- طول آبراه‌ها با RMSE 51/9 و 32/6 (مترمكعب بر ثانيه) بيش‌ترين دقت را در برآورد دبي سيلاب در 2 ايستگاه صحت‌سنجي داشتند. نتيجه‌گيري: مدل مساحت- شيب- طول آبراه‌ها براي دوره بازگشت‌هاي كم‌تر از 50 سال دقت قابل‌قبولي را نشان داد. بنابراين با توجه به دقت اين مدل براي دوره بازگشت‌هاي كم و متوسط، مي‌توان به‌منظور تحليل منطقه‌اي سيلاب در منطقه مورد مطالعه كه داراي اقليم نيمه‌خشك مي‌باشد استفاده گردد. با افزايش دوره بازگشت، دقت همه مدل‌ها كاهش مي‌يابد.

Background and Objectives: Improving techniques of regional flood frequency estimation at ungauged sites is one of the foremost goals of contemporary hydrology. The evaluation of the frequency of flood events in ungauged catchments are usually approached by deriving suitable statistical relationships (models) between flood statistics and basins characteristics. In this study, regional flood frequency was carried out between flood as a dependent factor and physical characteristics as independent factors using inverse method in the catchments of Ardabil province. Materials and Methods: Study area is located in the central region of Ardabil province which consists 9 gauging stations. Seven gauging stations for calibration and 2 gauging stations for validation were used. To yield a single model, return period was taken into account as the independent factor. Four types of models including Area, Area-slope, Area-slope-channels length models and Fuller model were studied. Results: Fuller model did not show suitable estimation of flood. Area model with RMSE equal to 25.30 and 23.51 (m3/s) showed lowest accuracy and Area-slope-channels length model with RMSE equal to 9.51 and 6.32 (m3/s) highest accuracy for estimation of flood in the validation gauging stations. Conclusion: Area-slope-channels length model estimated flood with good accuracy for return period less than 50 years. It can be concluded that this model can be used for the frequency of flood events in the study area. Accuracy of all models decreased with increasing return period.