تحلیل چندمتغیره خطر سیل با استفاده از توابع مفصل تودرتو در حوضه آبخیز بازفت

تحلیل خطر سیل، از اهمیت بسزایی در طراحی و برنامه ریزی جهت کاهش خسارت های ناشی از وقوع سیل برخوردار است. سیل پدیده ای چندبعدی است که با مشخصه های وابسته بهم توصیف می شود. لذا لازم است همه مشخصه های آن به صورت همزمان تحلیل شود تا برآورد دقیقتری از ریسک وقوع آن به دست آید. در این مطالعه، تحلیل دو و سه متغیره سیلاب در حوضه آبخیز بازفت واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. به این منظور، سه مشخصه سیل شامل حجم سیل (V)، زمان تداوم سیل (D)، و دبی اوج سیل (P)، از ۹۸ رخداد ثبت شده در ایستگاه هیدرومتری این حوضه استخراج شد. توابع مفصل تودرتو برای مدل کردن ساختار وابستگی این سه متغیر انتخاب شد. شش تابع مفصل کلایتون، جویی، فرانک، تی استیودنت، گوسی و گامبل برای پیوند دو و سپس سه متغیر یاد شده استفاده شد. در نهایت، با استفاده از توزیع توام بدست آمده، دوره بازگشت های توام اولیه، ثانویه و شرطی محاسبه شد. بر اساس آزمون کلموگروف- اسمیرنوف مناسبترین توزیع حاشیه ای برای داده های حجم سیل، دبی اوج سیل و زمان تداوم سیل بترتیب لوگ گاما، ویبول و لوگ نرمال تعیین شدند. دو متغیر دبی اوج و حجم سیل بهترین زوج برای ایجاد تابع توزیع دومتغیره هستند که در مرحله بعد با متغیر سوم، یعنی زمان تداوم سیل، پیوند داده شدند. مقایسه توزیع های چندمتغیره ایجاد شده با مفصل تجربی متناظر نشان داد که در پیوند دومتغیره PV، مفصل فرانک (NSE=۰.۹۹۶) و در پیوند سه متغیره PVD، مفصل گامبل (NSE=۰.۹۷۸) بهترین برازش را بر داده های مشاهداتی داشتند. مقایسه مقادیر چندک متغیرهای سیل برای دوره های مختلف بازگشت تک متغیره، دومتغیره و سه متغیره متناظر در حالت های AND و OR در حوضه بازفت نشان داد که مقدار دوره بازگشت ثانویه محاسبه شده، از حالت AND متناظر آن کوچکتر و از حالت OR متناظر آن بزرگتر می باشد. همچنین مقایسه دوره بازگشت های شرطی توام نشان داد که دوره های بازگشت شرطی نوع دوم (یعنی دوره بازگشت وقوع یک متغیر سیل به شرط وقوع دو متغیر دیگر سیل) از مقادیر مربوط به نوع اول (یعنی دوره بازگشت وقوع دو متغیر داده شده به شرط وقوع متغیر سوم) بیشتر است.

Keywords:

دوره بازگشت توام ثانویه , دوره بازگشت شرطی , مفصل ارشمیدسی , مفصل تودرتو , مفصل نیمه بیضوی