تدوین مدل خوشه بندی اطلاعات و سیگنال های هواشناسی با هدف پیش بینی دوره های کم بارش

یکی از مهمترین اصول برنامه ریزی و مدیریتمنابع آب در هر کشور از دیدگاه هیدرولوژیکی، بحث پیش بینی بارش، شناخت تغییرات زمانی و توزیع فصلی بارش و همچنین تعیین دوره های ترسا لی و خشکسا لی جهت ظرفیت سازی بر ای ذخیره آن است. در این تحقیق کوشش شده استتا بوسیله بررسی همبستگی بین دما و فشار در سطوح مختلف جو به عنوان
مهمترین متغیرهای هواشناسی و بارش، به پیشبینی دراز مدت بارش استاندارد شده  (SPI) و امکان سنجی تدوین دستورالعمل برای پیش بینی دوره های کم بارش پرداخته شود. جهت یافتن این همبستگی از روش خوشه بندی استفاده شده است. پساز بررسی دقیق روشهای موجود خوشه بندی، روشهای متداول و موثر خوشه بندی ژنتیک (GA-Clustering) و K-means انتخاب شده اند. از آنجا که هدفاین تحقیق تدوین ساختار خوشه بن دی متغیرها و سیگنال های هواشناس ی به   صورتی است که بتواند علاوه بر خوشه بندی سیگنال ها تاثیر بارشهمان سالها را بر روی این خوشه بندی در گیرد، در دو روش مرسوم k-Means وGA-Clustering اصلاحاتی صورت گرفت و بدین ترتیب روش های خوشه بندی متغیرهای هواشناسی باتوجه به تغییرات بارشبا استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش K-means اصلاح شده، ارائه شد. بر ای بررسی  کارایی این مدلها از مطالعه موردی که بر روی حوضه آبریز سدهای تامین کننده آب تهران شامل سدهای کرج، طالقان، لار، لتیان و ماملو صورت گرفته، استفاده شده است. بدین ترتیب که با مطالعه بارشدر سطح حوضه هر سد و ایستگاه های مختلف هواشناسی موجود در آن، بارش استاتدارد هر حوضه در طول دوره آماری موجود و در فصول مختلف محاسبه شده است و همچنین مقادیر دمای سطح دریا و ارتفاع معادل فشار در سطوح مختلف جو در زون های وسیع جغرافیایی و در ما ه های مختلف جهت خوشه بندی انتخاب شد. در ادامه با بررسی ارتباط این متغیرها با بارش استاندارد شده حوضه های آبریزنامبرده بوسیله شاخص آماری MI، زون های جغرافیایی که بیشترین ارتباط را داشته اند انتخاب شده و خوشه بندی متغیرهای هواشناسی در نواحی جغرافیایی منتخب به صورت تکتکو با توجه به تغییرات متوسط بارشو نمایه بارش استاندارد شده صورت گرفت. نتایج حاصله حاکی از عملکرد نزدیکو خوب روشتدوین شده در خوشه بندی متغیرهای هواشناسی با توجه به تغییرات بارش حوضه های مورد پیش بینی است. در نهایت نتایج حاصله در همه حوضه ها، امکان تدوین دستورالعمل پیش بینی دراز مدت دوره های کم بارشو همینطور پر بارشرا نشان می دهد. نتایج این تحقیق کمک شایانی به پیش بینی دراز مدت وضعیت بارش حوضه های آبریز سدهای تهران با زمان پیش دید  ۲/۵ تا ۴/۵ ماه و به تبع آن رواناب ورودی به این سدها و همچنین برنامه ریزی و مدیریت منابع آبی این سدها به عنوان مهمترین منابع تامین کننده آب بخش های مختلف استان تهران، می نماید.