تحلیل فراوانی دو متغیره شدت و عمق بارندگی با استفاده از توابع مفصل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز چهل چای، گرگانرود، استان گلستان)

بارندگی به عنوان ورودی در مدل سازی سیل و طراحی سازه های هیدرولیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. تحلیل فراوانی بارش از جمله وظایف مهم هیدرولوژیست ها و برنامه ریزان منابع آب می باشد. پدیده های هیدرولوژیکی از جمله بارندگی به صورت چند متغیره (شدت- عمق- مدت) هستند، از این رو مدل سازی مشترک از چندین متغیر تصادفی لازم است. با توجه به اهمیت دو متغیر شدت و عمق بارندگی در مدیریت سیلاب و طراحی سازه های هیدرولیکی، در این تحقیق از توابع مفصل برای تحلیل ساختار وابستگی بین این دو متغیر استفاده شد. برای این منظور از 40 سال داده های بارندگی ثبت شده ایستگاه باران سنجی مینودشت واقع بر رودخانه چهل چای حوزه آبخیز گرگانرود استفاده شد. همچنین جهت تعیین ریسک مجاز خراب شدن یک سازه در مقابل بارندگی، دوره بازگشت در حالت یک متغیره با دوره بازگشت دو متغیره بر اساس توابع مفصل منتخب مورد مقایسه قرار گرفت. در این تحقیق بر اساس معیارهای نیکویی برازش، مفصل فرانک منجر به بهترین نتیجه در مدل سازی متغیرهای شدت و عمق بارندگی شد. دوره بازگشت دو متغیره بر اساس مفصل فرانک برآورد گردید که در مقایسه با دوره بازگشت یک متغیره، موجب بهبود در برآورد ریسک مجاز یک سازه می شود. به عنوان مثال، رخداد واقعه ای با مقادیر شدت بارندگی 45/33 میلی متر بر ساعت و عمق بارش 61/168 میلی متر برای دوره بازگشت یک متغیره ی 100 سال، در دوره بازگشت توام یا برابر 53 سال و در دوره بازگشت توام و برابر 954 سال است. مقایسه تحلیل دو متغیره با تحلیل یک متغیره گویای اختلاف مقادیر حاصل از این دو روش است. از آنجا که تحلیل یک متغیره وقایع هیدرولوژیک به علت عدم در نظر گرفتن تمامی مشخصه های موثر در پدیده، تحلیلی جامع و به دور از خطا نخواهد بود، لذا استفاده از تحلیل چند متغیره وقایع هیدرولوژیک در مطالعات توصیه می شود.

Keywords:

بارندگی , تحلیل فراوانی دو متغیره , توابع مفصل , دوره بازگشت یک متغیره , دوره بازگشت دو متغیره