شماره مدرك
18281
شماره راهنما
15918
پديد آورنده
بهرامي، آناهيتا
عنوان
اندركنش زمان وقوع سيل و خشكسالي در حوضه كرخه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
علوم و مهندسي آبخيز- سيلاب و رودخانه
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1401
صفحه شمار
نوزده، 154ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
توصيفگر ها
سيل , خشكسالي , توابع توزيع احتمال گسسته , رويدادهاي حدي , كرخه , حوضه آبخيز
تاريخ ورود اطلاعات
1401/12/14
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
منابع طبيعي
دانشكده
مهندسي منابع طبيعي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1401/12/14
كد ايرانداك
2911157
چكيده فارسي
از گذشته دور رويدادهاي حدي مختلف بويژه سيل و خشكسالي همواره امنيت و تمدن بشري را مورد تهديد قرار دادهاند. از اين حيث بشر نيز بهمنظور مقابله و كاهش اثرات رويدادهاي حدي از گذشته دور متغيرها و رفتارهاي اين پديدهها را مورد مطالعه و بررسي قرار داده است. اما آنچه كه اخيراً بيشتر مورد توجه قرار گرفته است، اثر و يا اثرات تركيبي يك يا چند پديده حدي در ارتباط با يكديگر است. امروزه با توسعه دانش مشخص شده است كه رويدادهاي حدي ميتوانند تحت تأثير شرايط و يا اثرات پديدههاي ديگر شدت و اثرات متفاوتي داشته باشند. از اين رو در پژوهش حاضر سعي شد تا ضمن بررسي ارتباط پديدههاي سيل و خشكسالي با يكديگر و ارزيابي رفتار فصلي آنها در سيزده حوضه آبخيز درجه چهار و سه در منطقه حوضه كرخه، يك متغير هيدرولوژيكي جديدي نيز تعريف شود كه تا حدي بازگو كننده اثر متقابل اين دو رويداد حدي بر يكديگر باشد. متغير هيدرولوژيكي تعريف شده عبارت است از فاصله زماني بر حسب ماه از دبي اوج سيلاب تا اوج خشكسالي پيش از آن در صورت وجود. براي اين منظور در پژوهش حاضر از شاخص بارش استاندارد (SPI) براي كميسازي و تعيين اوج خشكساليها و از دادههاي دبي اوج سيلاب براي تعيين تاريخ واقع سيلابها استفاده شد. از آنجايي كه مقياس مطالعه دبيهاي اوج سيلاب حوضهاي و مقياس كار با شاخص SPI و خشكسالي ايستگاهي است، براي تبديل مقياس خشكسالي از حالت ايستگاهي به حالت حوضهاي، بارش ايستگاههاي بارانسنجي مورد مطالعه (حدود 100 ايستگاه) توسط مساحت پليگونهاي تيسن آنها در هر حوضه ميانگين وزني گرفته شد و براي محاسبه شاخص SPI بكار گرفته شد تا شاخص SPI بيانگر شرايط ترسالي/خشكسالي در هر حوضه باشد. براي بررسي معنيداري متغير هيدرولوژيكي تعريف شده از فرآيند تحليل فراواني استفاده شد. از آنجايي كه متغير فاصله زماني از اوج سيل تا اوج خشكسالي پيش از آن داراي ماهيت گسسته و شمارشي است براي تحليل فراواني و انتخاب بهترين تابع توزيع و برازش آن، هشت تابع توزيع احتمال گسسته مشهور شامل پوآسون (PO)، پوآسون تعميميافته (GPO)، دابل پوآسون (DPO)، پوآسون-گوسين معكوس (PIG)، هندسي (GEOM)، لگاريتمي (LG) و باينوميال منفي نوع اول و دوم (NBI و NBII) مورد آزمون توسط انواع آزمونهاي نكويي برازش آماري و گرافيكي قرار گرفتند. بطوركلي نتايج پژوهش نشان داد كه بهصورت مشترك در اغلب حوضههاي كوچك و درجه چهار مورد مطالعه، صرفنظر از چند مشاهده نامتعارف، يك الگو و ارتباط مشترك بين دو پديده سيل و خشكسالي قابل مشاهده است. بطوريكه با افزايش شدت خشكساليهاي سالانه تا حدود مقدار عددي 1- SPI ≈ دبيهاي اوج سيلاب متناظر كاهش پيدا خواهند كرد و پس از آن با ادامه تشديد خشكساليها (1- SPI <) دبيهاي اوج سيلاب به صورت ناگهاني و با يك الگو نمايي و درجه دو افزايش پيدا خواهند كرد. در حالي كه در حوضههاي بزرگ و درجه سه الگو اثر متقابل سيل و خشكسالي متفاوت از حوضههاي كوچك شناسايي شد. براي نمونه نتايج نشان داد كه در حوضههاي بزرگ كه وسعتي بيش سي هزار كيلومتر مربع دارند، با كاهش مقدار عددي شاخص SPI (تشديد خشكسالي) بهصورت پيوسته دبيهاي اوج سيلاب نيز كاهش خواهند يافت. بررسيهاي فصلبندي سيلابها و خشكساليها نشان داد كه در منطقه كرخه خشكساليها داراي رفتار فصلي خاصي نميباشند. در حالي كه تحليل رفتار فصلي سيلابها به خوبي نشان داد كه اين پديده در منطقه كرخه داراي الگوي فصلي ميباشد. بطوريكه بيشترين فراواني وقوع دبي اوج سيلاب در حوضههاي مورد مطالعه به ترتيب طي ماههاي فروردين، اسفند، ارديبهشت و آذر ماه رخ داده است. نتايج تحليل فراواني نيز مشخص كرد كه توابع توزيع احتمال DPO و NBI داراي مناسبترين برازشها به دادههاي متغير فاصله زماني بين دبي اوج سيلاب تا اوج خشكسالي پيش از آن هستند. براساس تحليل فراوانيهاي صورت گرفته مشخص شد كه در زيرحوضههاي مورد مطالعه اميد رياضي متغير فاصله زماني بين اوج سيلاب تا اوج خشكسالي تقريباً بين 6 الي 8 ماه ميباشد و محتملترين اعداد براي اين متغير بر اساس توزيعهاي چگالي (PDF) عمدتاً بين 3 تا 8 ماه با متوسط احتمال چگالي حدود 10 درصد است.
چكيده انگليسي
Since the distant past, various extreme events, especially floods and droughts, have always threatened security and human civilization. In this regard, human being has investigated the behaviors of these phenomena in order to deal with and reduce the impacts of extreme events from the distant past. However, what has recently received more attention is the combined effects of one or more limiting phenomena in relation to each other. Nowadays, with the development of knowledge, it is clear that extreme events can have different intensity and impacts under the influence of conditions or the effects of other phenomena. Therefore, in the present study, the relationship between flood and drought phenomena and evaluating their seasonal behavior in thirteen watersheds of the fourth and third degree in the Karkheh basin was investigated, a new hydrological variable was also defined, which to some extent reflects the contrasts of these two events are limit on each other. The defined hydrological variable is the time interval, in months, between the peak flow of the flood and the severe drought before it, if any. For this purpose, in the present study, the Standard Precipitation Index (SPI) was used to quantify and determine the severe droughts, and the date of the peak discharge of floods were used to determine the time of occurrence of floods. Since the spatial scale of the study is a watershed, flood peaks and the scale of the SPI index is the meteorological station, to convert the drought scale from a station scale to a basin scale, the rainfall of the rain gauge (about 100 stations) is averaged by the area of their Thyssen polygons in each watershed. The weight has been taken to calculate the SPI index so that the SPI index represents the drought conditions in each basin. Frequency analysis process is developed to check the significance of the defined hydrological variable. Since the time interval between the peak of the flood and the peak of the previous drought has a discrete and counting inherence, for frequency analysis and choose the best distribution function to fit it, eight well-known discrete probability distribution functions including Poisson (PO), Generalized Poisson (GPO) , double Poisson (DPO), inverse Poisson-Gaussian (PIG), geometric (GEOM), logarithmic (LG) and negative binomial of the first and second type (NBI and NBII) were tested by statistical and graphical goodness of fit tests. In general, the results of the research showed that in most of the small and fourth degree basins, except some unusual observations, a common pattern and connection between the two phenomena of flood and drought can be observed. As the intensity of annual droughts increases, the corresponding peak flood discharges will decrease up to a numerical value of SPI= -1, and after that, with the continuation of droughts (SPI<-1), the peak flood discharges abruptly increase with an exponential and quadratic pattern of growth. While in large basins and the third-degree basins, different patterns of conflict between floods and droughts have been observed. For example, the results showed that in large basins that have an area of more than 30,000 km2, with the decline in the value of the SPI index (extreme droughts), the peak floods will also decrease continuously. Investigations on the timing of floods and droughts showed that droughts do not have a specific seasonal behavior in Karkheh region. While the analysis of the seasonal behavior of floods showed well that this phenomenon has a seasonal pattern in Karkheh region. Thus, the highest frequency of peak floods in the studied basins has occurred in April, March, May and December, respectively. The results of the frequency analysis also indicate that the probability distribution functions of DPO and NBI have the most appropriate fits to the time interval between the peak floods and the previous intense drought.
استاد راهنما
رضا مدرس , سعيد سلطاني كوپائي
استاد داور
عليرضا گوهري , سعيد پورمنافي