تحلیل فراوانی دبی سیلاب براساس شبیه سازی مدل بارش رواناب و توزیع های آماری

تحلیل فراوانی سیلاب روشی برای به دست آوردن سیلاب طراحی سازه های هیدرولیکی در یک رودخانه است. در این روش بزرگی سیل به فراوانی وقوع آن با استفاده از توابع توزیع آماری مرتبط می شود. دقت برآورد سیلاب به عواملی چون انتخاب توزیع های احتمالاتی مناسب و تخمین پارامترهای آن، دوره های آماری در دسترس، خطای معمول در اندازه گیری ها، و وجود مقادیر پرت بستگی دارد. بزرگی سیل را با روش مدل سازی هیدرولوژیک نیز می توان شبیه سازی کرد. عدم قطعیت ناشی از ساختار مدل های هیدرولوژیکی و فرضیات به کاررفته در آن ها و عدم قطعیت در مقادیر ورودی و پارامترهای مدل ها از عواملی است که بر خروجی مدل ها تاثیر می گذارد. در این تحقیق، تحلیل فراوانی سیل در حوضه تنگ راه با استفاده از روش هیدرولوژیک انجام شد و نتایج با روش آماری، با استفاده از داده های مشاهداتی، مقایسه گردید. بدین منظور، مقدار میانگین حوضه ای بارش طراحی در تداوم و دوره های بازگشت مختلف محاسبه شد. سپس، با استفاده از روش مونت کارلو، عدم قطعیت عامل توزیع مکانی و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مدل بارش _ رواناب (HMS HEC-) شبیه سازی شد. ترکیب های مختلفی از عمق و توزیع مکانی بارش و همچنین شرایط رطوبتی خاک، به منزله ورودی مدل، استفاده شد و دبی اوج سیلاب با دوره های بازگشت مختلف محاسبه گردید. در روش تحلیل فراوانی آماری سیلاب نیز با استفاده از توزیع های احتمالاتی منتخب، براساس آزمون نکویی برازش اندرسون دارلینگ، مقدار دبی اوج سیلاب محاسبه شد. نتایج نشان داد بارش های پرت تاثیر فراوانی بر نتایج شبیه سازی بارش _ رواناب دارد و میزان این تاثیر با افزایش دوره بازگشت افزایش می یابد؛ مثلا در نتایج شبیه سازی با احتمال ۵۰ درصد و بارش با تداوم ۶ ساعت و دوره بازگشت ۲۰۰ سال، پس از حذف مقدار پرت، مقدار سیلاب از ۱۲۹۷ به ۳۳۸ متر مکعب بر ثانیه کاهش یافت. توزیع مکانی بارش و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مقدار سیلاب، به ویژه در دوره های بازگشت کم، بسیار موثر است. نتایج تحلیل فراوانی در اکثر موارد از نتایج مدل سازی هیدرولوژیک بیشتر است؛ به طوری که برای دوره بازگشت ۲۰۰ سال نتایج مدل سازی هیدرولوژیک ۴/۳۰ درصد از نتایج تحلیل فراوانی کمتر است. انتخاب نامناسب توزیع های آماری در افزایش مقدار اختلاف نقش مهمی دارد.

Keywords:

توزیع مکانی , عدم قطعیت , مدل سازی هیدرولوژیک , مونت کارلو