مقایسه مقیاس مکانی دبی حداکثر لحظه ای در حوضه دریای خزر و حوضه کرخه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 استادیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان

3 اصفهان دانشگاه صنعتی دانشکده منابع طبیعی

چکیده

چکیده:
رابطه بین مساحت و دبی پیک حوضه همواره به منظور تعیین دبی در مناطق فاقد آمار مورد استفاده قرار گرفته است. در یک منطقه با پاسخ هیدرواوژیک مشابه این رابطه در حوضه های مختلف با نسبت برابر تغییر می کند. در این حالت به این نسبت مقیاس ساده گفته می شود. اگر تغییرات این نسبت ثابت نباشد رابطه چند مقیاسی بین دبی و مساحت وجود دارد و مساحت به تنهایی نمی تواند برای برآورد دبی سیل در مناطق بدون آمار مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین لازم است در توسعه مدل های منطقه ای سیل ابتدا این مسئله مورد آزمون قرار گیرد. این مطالعه به بررسی روش آماری مقیاس مکانی در دو حوضه‌‌ی آبخیز دریای خزر و رودخانه‌‌ی کرخه می‌پردازد و سپس نتایج حاصل را با یکدیگر مقایسه می‌کند. بدین منظور دبی حداکثر لحظه‌ای 46 ایستگاه هیدرومتری در حوضه‌ دریای خزر و 24 ایستگاه در حوضه‌ کرخه انتخاب شده است. این ایستگاه‌ها دارای رفتار هیدرولوژیک مشابه در بین ایستگاه‌های موجود در حوضه خود هستند.. روش آماری مقیاس مکانی در این ایستگاه‌ها با استفاده از گشتاورهای وزنی احتمال دبی حداکثر لحظه‌ای و مساحت تحت پوشش هر ایستگاه انجام گرفت. نتایج نشان داد که در حوضه‌ی دریای خزر پارامتر مقیاس مکانی حالت ساده و در حوضه‌ی کرخه حالت چند مقیاس مکانی می‌باشد بنابراین می‌توان گفت که برای تخمین دبی در مناطق فاقد آمار حوضه‌ی کرخه نمی‌توان از روش شاخص سیلاب و رابطه توانی دبی- مساحت استفاده نمود در حالیکه در حوضه دریای خزر این عمل امکان‌پذیر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of Spatial Scaling of Peak Discharge in Caspian Sea Basins and Karkheh Basin

نویسندگان [English]

  • Mostafa Rahimi 1
  • Reza Modarres 2
  • Saeed Soltani Koupaei 3
1 Range and watershed group,Department of natural resources, Isfahan university of technology, Isfahan, Iran
2 Department of Natural resources, Isfahan University of Technology
3 department of natural resources, isfahan university of technology, isfahan
چکیده [English]

Abstact:
The relationship between peak flood and watershed area has always ben used for predition at ungaged basins. In a region with homogenous hydrologic resonse this relationship changes with a similar ratio which is called simple saling. If this ratio changes it would result in multiscaling relationship between peak floos and watrshed area and therefore, basin area cannot be used for flood discharge estimation at ungagfed basin alone. Therfore it is necessary ro evalute this before developing regional flood model.This study investigates the spatial scale method in two Caspian Sea basin and Karkheh river basin and then compares the results of two basin. To this end, peak discharge for the 46 hydrometric stations in the Caspian Basin and 24 stations in the Karkheh basin have been selected. These stations have similar hydrological behavior among the stations in their basin. The statistical method of the spatial scale at these stations was performed using the probability weight moments of annual peak discharge and area covered by each station. The results showed that in the Caspian Sea basin the parameter of the spatial scale is simple and in the Karkhe basin the multiscale mode of the spatial scale exists. Therefore, it can be said that for estimating the discharge in the ungaged regions for the Karkheh basin, it is not possible to use the flood index and the discharge-area power relationship. While this is feasible in the Caspian Sea basin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spatial Scale Parameter
  • Peak Discharge
  • Probability Weight Moment
  • Basin Area
Ahmadi F, Radmanesh F, Parham GA, and Mirabbasi Najafabadi R )2018( Flood frequency analysis using power law approach (Case study: Dez watershed). Iran-Water Research Journal 12(2):111-120 (In Persian)
Ahuja S (2012) Regionalization of river basins using cluster ensemble. Journal of Water Resource and Protection 4:560-566
Alexander GN (1963) Using the probability of storm transposition for estimating the frequency of rare floods. Journal of Hydrology 1:46-57
Borujeni SC (2009) Development of L-moment based models for extreme flood events. Malaysian Journal of Mathematical Sciences 3(2):281-296
Boustani M, Mousavi SF, Karami Hm, and Farzin S (2019) Analysis of river parameters using chaos theory-based indices. Iran-Water Resources Research 14(4):376-280 (In Persian)
Cunnane C (1989) Statistical distributions for flood frequency analysis. Operational Hydrology Report (WMO), No: 33
Dalrymple T (1960) Flood-frequency analyses. US Geological Survey Water Supply Paper 543 A
Eaton B, Church M, Ham D (2002) Scaling and regionalization of flood flows in British Columbia. Canada Hydrological Processes 16(16):3245-63
Farmer W, Vogel R, Over T, and Kiang J (2014) Multiple regression and inverse moments improve the characterization of the spatial scaling of daily streamflows. EGU General Assembly Conference Abstracts Vol:16, United States
Fleming G and Franz DD (1971) Flood frequency estimating techniques for small watersheds. Journal of the Hydraulics Division 97(HY9):1441-1460
Furey PR and Gupta VK (2007) Diagnosing peak-discharge power laws observed in rainfall–runoff events in Goodwin Creek experimental watershed. Advances in Water Resources 30(11):2387-99
Goodrich DC (1997) Linearity of basin response as a function of scale in a semiarid watershed. Water Resources Research 33(12):2951-65
Gupta VK, Mesa OJ, and Dawdy DR (1994) Multiscaling theory of flood peaks: Regional quantile analysis. Water Resources Research 30(12):3405- 3421
Gupta VK, Dawdy DR (1995) Physical interpretations of regional variations in the scaling exponents of flood quantiles. Hydrological Processes 9(3‐4):347-61
Gupta VK (2004) Emergence of statistical scaling in floods on channel networks from complex runoff dynamics. University Of Colorado CO 80309 19(2):357-65
Gupta VK, Ayalew TB, Mantilla R, and Krajewski WF (2015) Classical and generalized Horton laws for peak flows in rainfall-runoff events. Chaos 25(7):075408
Lima CH and Lall U (2010) Spatial scaling in a changing climate A hierarchical Bayesian model for non-stationary multi-site annual maximum and monthly streamflow. Journal of Hydrology 383(3):307-18
Modarres R (2006) Low flow spatial scaling. Iran-Water Resources Research 2(3):90-92 (In Persian)
Modarres R (2009) Low flow scaling with respect to drainage area and precipitation in northern Iran. Journal of Hydrologic Engineering 15(3):210-4
 
Morrison JE, and Smith JA (2001) Scaling properties of flood peaks. Extremes 4(1):5-22
Nouri Gheidari MH, Danko A, Shahraki M (2013) Application of power law in flood frequency analysis of Sarbaz River. Water and Soil Science 24(4):45-59 (In Persian)
Potter KW (1987) Research on flood frequency analysis 1983–1986. Reviews of Geophysics 25(2):113-8
Schaefer MG (1990) Regional analyses of precipitation annual maxima in Washington State. Water Resources Research 26(1):119-31
Vogel R and Sankarasubramanian A (2009) Spatial scaling properties of annual streamflow in the united States. Hydrological Sciences Journal 45(3):465-476
Yue S and Wang CY (2004) Scaling of Canadian low flows. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 18(5):291-305
Yue S and Gan TY (2009) Scaling properties of Canadian flood flows. Hydrological Processes 23(2):245-58
Zhang Q, Xu CY, and Yang T (2009) Scaling properties of the runoff variations in the arid and semi-arid regions of China: A case study of the Yellow