تحليل ريسك سيل بر اساس توابع مفصل در حوضه آبخيز كن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي آبخيز

كارشناسي ارشد

سيلاب‌ها همواره به‌عنوان تهديدي براي جوامع بشري شناخته شده‌اند و انسان‌ها براي مقابله با اين پديده، اقدامات حفاظتي و مديريتي متعددي در دستور كار قرار داده‌اند. در دهه‌هاي اخير، تكرار وقوع سيلاب‌ها در برخي مناطق خاص، به‌ويژه در حوضه آبخيز كن واقع در غرب تهران، به‌عنوان هشداري جدي براي جامعه ايراني تلقي شده است. حوضه آبخيز كن به 10 زيرحوضه شامل امامزاده داوود (ع)، طالون، رندان، سنگان، كشار، سولقان، كن مياني، دوآب، هرياس و پايين‌دست سولقان تقسيم مي‌شود. سيلاب‌هاي 28 تير 1394 و 6 مرداد 1401 به‌ترتيب در زيرحوضه‌هاي سولقان و امامزاده داوود (ع) رخ دادند. با توجه به اهميت اين موضوع، در اين پژوهش با استفاده از داده‌هاي هواشناسي و هيدرومتري ايستگاه‌هاي موجود در حوضه آبخيز كن، پديده سيلاب با رويكردي چندجانبه بررسي شد. در علم آمار و احتمالات، سيلاب پديده‌اي چندمتغيره است كه در بروز آن متغيرهاي متعددي از جمله بارش نقش دارند. بنابراين، براي تحليل و تفسير اين پديده كه تحت تأثير عوامل مختلف قرار دارد، درك دقيق متغيرهاي مؤثر و ارزيابي ميزان تأثير هر يك از آن‌ها ضروري است. در اين مطالعه، براي تحليل دبي اوج سالانه (كه در اين تحقيق به‌عنوان سيلاب تعريف شده است)، اثر بارش‌هاي 24 ساعته روز وقوع سيلاب، بارش‌هاي 48 ساعته (روز سيلاب و يك روز قبل) و بارش‌هاي 72 ساعته (روز سيلاب و دو روز قبل) در نظر گرفته شد. براي مدل‌سازي وابستگي ميان دبي اوج سالانه و ميانگين بارش‌هاي مذكور از توابع مفصل استفاده شد. در ابتدا، توابع توزيع حاشيه‌اي تك‌متغيره منتخب (GLO, GEV, GPA, LN3, PE3) بر متغيرهاي مورد بررسي برازش داده شدند. سپس، همبستگي ميان جفت متغيرهاي دبي اوج و ميانگين بارش روز سيلاب (در بازه‌هاي زماني 24، 48 و 72 ساعته) با استفاده از آزمون‌هاي همبستگي كندال و اسپيرمن بررسي شد. پس از مشخص شدن معناداري همبستگي، توابع توزيع تجمعي هر جفت متغير به يكديگر متصل و توابع مفصل گامبل، فرانك، كلايتون و پلاكت به‌عنوان مدل‌هاي مناسب انتخاب و برازش داده شدند. نتايج حاصل از برازش اين توابع مفصل بر جفت متغيرها در قالب نمودارهاي دوره بازگشت مشترك و شرطي ارائه گرديد. تحليل دوره بازگشت‌هاي مشترك نشان داد كه احتمال وقوع هم‌زمان دبي اوج (سيلاب) و بارش‌هاي روز وقوع سيلاب، به‌ويژه در بازه‌هاي زماني طولاني‌تر (48 و 72 ساعته)، بيشتر از بازه كوتاه‌تر (24 ساعته) است. همچنين، تحليل دوره بازگشت‌هاي شرطي نشان داد كه بارش‌هاي فراتر از يك آستانه مشخص موجب افزايش دبي اوج و طولاني‌تر شدن دوره بازگشت شرطي مي‌شوند. اين اثر بارش‌هاي بلندمدت (48 و 72 ساعته) به‌ويژه در زيرحوضه‌هاي سولقان و كيگا مشهود بود و نشان‌دهنده تأثير قابل‌توجه بارش‌هاي طولاني‌مدت بر سيلاب‌هاي بزرگ است؛ درحالي‌كه در زيرحوضه‌هاي رندان و كشار اين اثر كمتر مشاهده شد. در جمع‌بندي، يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه توابع مفصل ابزار مناسبي براي تحليل هم‌زمان متغيرهاي سيلابي و بارشي هستند و استفاده از آن‌ها در ارزيابي ريسك سيلاب مي‌تواند دقت تحليل‌ها را بهبود بخشد. همچنين نتايج بيانگر آن است كه بارش‌هاي بلندمدت (48 و 72 ساعته) نقش كليدي‌تري در تشديد سيلاب‌ها در اين حوضه ايفا مي‌كنند. از اين رو، در طراحي سامانه‌هاي هشدار سريع و برنامه‌ريزي مديريت منابع آب، توجه ويژه به اثر بارش‌هاي تجمعي ضروري است.

234595

سيلاب و رودخانه

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان