شماره مدرك
17333
شماره راهنما
15175
پديد آورنده
سيامكي، مريم
عنوان
تحليل و استخراج شدت و تداوم بارشهاي كوتاه مدت از بارشهاي حداكثر روزانه و ساليانه با استفاده از توابع مفصل
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
مديريت منابع آب
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1400
صفحه شمار
پانزده، 130ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
توصيفگر ها
حداكثر شدت بارشهاي كوتاهمدت , منحنيهاي شدت ـ مدت ـ فراواني IDF , حداكثر بارش روزانه , مجموع بارش ساليانه , توابع مفصل كوپلا , تحليل فراواني چندمتغيره , دوره بازگشت دو و سه متغيره
تاريخ ورود اطلاعات
1400/12/12
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
دانشكده
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات
1400/12/14
كد ايرانداك
2811731
چكيده فارسي
آگاهي از شدت بارشها در تداومهاي متفاوت بهعنوان رگبار طرح براي دوره بازگشتهاي معين، در طراحي سازههاي هيدروليكي و بهرهبرداري از شبكههاي جمعآوري و استحصال روانابهاي شهري، سيلاب و مديريت و كنترل و ذخيرهي منابع آبي به هنگام سيل و خشكسالي، همواره از اهميت ويژهاي برخوردار بوده است؛ ازاينرو ميبايست حداكثر دقت در تعيين شدت بارشهاي با تداوم مختلف صورت گيرد. بهويژه در شرايط تغييرات اقليمي ايجادشده، با توجه به تغيير مقدار و توزيع زماني سه متغير بارشهاي روزانه و ساليانه، حداكثر شدت بارشهاي كوتاهمدت نيز تغيير كرده است؛ فلذا تحليل و بررسي همزمان اين سه متغير حائز اهميت ميباشد. نظر به اينكه بارش پديدهاي چند متغيرهاي است كه متغيرهايش داراي وابستگي هستند، استفاده از تحليلهاي چند متغيره براي آن نيز تفسير دقيقتري را نسبت به تحليل تك متغيره ميدهد. بدين منظور از توابع مفصل كوپلا كه به دور از محدوديتهاي توابع توزيع احتمالات كلاسيك هستند، جهت تحليل ساختار وابستگي ميان متغيرها استفادهشده است. در اين راستا ابتدا دادههاي حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت (ازپايان نامه دادجو)، حداكثر بارش روزانه و مجموع بارش ساليانه از ايستگاه سينوپتيك اصفهان بهعنوان ايستگاه معرف منطقه فلات مركزي ايران طي دوره آماري 53 ساله (1967-2020) دريافت و ميزان همبستگي ميان متغيرها توسط سه ضريب كندال، اسپيرمن و پيرسون ارزيابي شد؛ كه ضرايب همبستگي مثبت قابلملاحظهاي ميان جفت متغيرها به دست آمد. در ادامه از ميان 9 تابع توزيع برازش شده، تابع مقدار حدي تعميميافته بر روي حداكثر شدت بارشها با تداوم كوتاهمدت و مجموع بارش ساليانه و تابع لوگ نرمال بر روي حداكثر بارش روزانه بهترين برازش را نشان دادند. سپس 5 تابع مفصل خانوادهي ارشميدسي شامل كلايتون، فرانك، گامبل هوگارد، علي ميكائيل الحق و جو به سه حالت دومتغيره، سه متغيرهي نامتقارن و متقارن بر روي متغيرها برازش شده و با استفاده از روش حداكثر درستنمايي و سلسله مراتبي پارامتر مفصلشان تخمين زده شد. درنهايت با بهكارگيري آزمونهاي نيكويي برازش گرافيكي (Q-Q plot) و عددي (NSE, RMSE, AIC, MLE) بهترين توابع مفصل برازش شده بر روي متغيرها برگزيده شدند. بدين گونه در حالت دومتغيره، تابع مفصل كلايتون براي جفت متغيرهاي حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت 10، 60، 120 و 180 دقيقهاي و حداكثر بارش روزانه و تابع مفصل فرانك بر روي جفت متغير حداكثر شدت بارش در تداومهاي 30، 240، 360 و 540 دقيقهاي و حداكثر بارش روزانه، بهترين برازش را نشان دادند و در حالت سه متغيرهي نامتقارن و متقارن تابع مفصل فرانك بهترين برازش را بر روي كليهي جفت متغيرهاي مفصل شده به متغير سوم و همچنين سه متغيره باهم، نشان داد. سپس از نتايج حاصل از توابع مفصل برگزيده جهت برآورد احتمالات مشترك و شرطي دو و سه متغيره استفاده شد و درنهايت دوره بازگشتهاي توأم عطفي، فصلي و شرطي دو و سه متغيره بهعنوان يك معيار براي طراحي سازههاي هيدروليكي محاسبه و ترسيم شدند. بدين شكل با تعيين دوره بازگشت عطفي و يا فصلي معين، مقادير مختلفي از جفت متغيري كه آن دوره بازگشت را نتيجه ميدهند به دست ميآيند و بالعكس. همچنين با تعيين دوره بازگشتهاي شرطي معين، مقدار حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت به دست آمدند. نتايج نشان داد طي دوره بازگشت شرطي سه متغيرهي 20 سال، حداكثر شدت بارش در تداومهاي 30،10، 60، 120، 180، 240، 360 و 540 دقيقهاي به ترتيب 3/40، 2/18، 3/12، 8، 1/6، 8/4، 9/3 و 1/3 (ميليمتر بر ساعت) خواهند شد. با مقايسهي نتايج حاصل از دوره بازگشتهاي دومتغيره با سه متغيره مشخص شد كه، حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت حاصل از دوره بازگشتهاي شرطي دومتغيره تا 7 سال، بزرگتر يا مساوي حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت حاصل از دوره بازگشتهاي شرطي سه متغيره ميباشند و بهعنوان يك معيار براي طراحي سازههاي هيدروليكي (براي دورهي كوتاهمدت) از قابليت اطمينان بالايي برخوردار هستند و پس از گذشت 7 سال اين نتيجه صادق نميباشد و حداكثر شدت بارش در تداومهاي كوتاهمدت در دوره بازگشت شرطي سه متغيره، مساوي يا بزرگتر از حالت دوره بازگشت شرطي دومتغيره ميباشد و بهعنوان معيار طراحي براي دورهي بلندمدت، بسيار قابلاطمينانتر از حالت دومتغيره ميباشد.
چكيده انگليسي
Awareness of the intensity of precipitation in different continuations as a design storm for a certain return period, in the design of hydraulic structures and operation of urban wastewater collection and extraction networks, floods and management and control and storage of water resources during floods and droughts, has always been important. Is; Therefore, maximum care should be taken in determining the intensity of precipitation with different continuity. Especially in the conditions of climate change, due to the change in the amount and temporal distribution of daily and annual precipitation, the maximum intensity of short-term precipitation has also changed; Therefore, simultaneous analysis of these three variables is important.Since precipitation is a multivariate phenomenon whose variables are dependent, the use of multivariate analysis also gives a more accurate interpretation than univariate analysis.In this regard, first, the data of maximum rainfall intensity in short-term continuities, maximum daily rainfall, and total annual rainfall were received from Isfahan synoptic station as a representative station of the Central Plateau region of Iran during the statistical period of 53 years (1967-2020) and the correlation between variables by three coefficients Kendall, Spearman and Pearson were evaluated; Significant positive correlation coefficients were obtained between pairs of variables. Then, among the 9 fitted distribution functions, the generalized Extreme value function on the maximum rainfall intensity with short-term continuity and total annual rainfall and the lognormal function on the maximum daily rainfall showed the best fit. Then, the five detailed functions of the Archimedean family, including Clayton, Frank, Gumbel-Hougaard, Ali-Mikhail-Haq, and Joe, were fitted to the variables in three bivariate, three asymmetric, and symmetric variables, and were sequenced using the maximum likelihood and hierarchical methods. Finally, the best fitted joint functions on the variables were selected using graphic fit tests (Q-Q plot) and numerical tests (NSE, RMSE, AIC, MLE). Thus in the bivariate model, the Clayton joint function for pairs of maximal precipitation intensity variables at short intervals of 10, 60, 120, and 180 minutes and the maximum daily precipitation and Frank joint function on pairs of maximum precipitation intensity variables at 30, 240, 360, and 540 continuities. Minutes and maximum daily precipitation showed the best fit, and in the case of three asymmetric and symmetric variables, the Frank joint function showed the best fit on all pairs of variables articulated to the third variable as well as the three variables together. Then, the results obtained from selected joint functions were used to estimate the common and conditional probabilities of two and three variables, and finally, the periodic, seasonal, and conditional returns of two and three variables were calculated and plotted as a criterion for designing hydraulic structures. In this way, by determining the turning point period or a certain season, different values of the pair of variables that result in that return period are obtained, and vice versa. Also, by determining the period of certain conditional returns, the maximum amount of rainfall intensity in short-term continuities was obtained. The results showed that during the conditional return period of three variables of 20 years, the maximum rainfall intensity in 10, 30, 60, 120, 180, 240, 360, and 540 minute continuities Will be respectively 40.3, 18.2, 12.3, 8, 6/1, 4.8, 3.9, and 3.1 (mm per hour). Comparing the results of bivariate with three variables, it was found that the maximum rainfall intensity in the short-term continuities of the bivariate conditional returns period of up to 7 years is greater than or equal to the maximum precipitation intensity in the short-term continuous durations of the variable conditional returns.
استاد راهنما
حميدرضا صفوي
استاد داور
محمدحسين گل محمدي، رامتين معيني