• شماره مدرك
    21255
  • شماره راهنما
    18200
  • پديد آورنده

    زماني خوراسگاني، مريم

  • عنوان

    تحليل منطقه اي شاخص هاي خشكسالي هواشناسي در مناطق همگن هيدرولوژيك و پيش بيني آن در دوره هاي بازگشت مختلف براي حوضه زاينده رود

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • گرايش تحصيلي
    مديريت منابع آب
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1405
  • صفحه شمار
    هجده، 211ص. : مصور، جدول، نمودار
  • توصيفگر ها

    خشكسالي هواشناسي , شاخص SPI , شاخص SPEI , تحليل فراواني منطقه‌اي , گشتاورهاي خطي , مناطق همگن , ميانگين‌گيري مدل بيزي , عدم قطعيت

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/06/29
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    علوم و مهندسي آب
  • دانشكده
    مهندسي كشاورزي
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/06/29
  • كد ايرانداك
    23252331
  • چكيده فارسي
    خشكسالي يكي از مهم‌ترين مخاطرات هيدروكليماتيك است كه با تأثير بر منابع آب، كشاورزي، محيط‌زيست و فعاليت‌هاي اقتصادي، ضرورت ارزيابي دقيق احتمال وقوع و شدت رخدادهاي آن افزايش يافته است. با توجه به ناهمگني اقليمي و مكاني حوضه آبريز زاينده‌رود، تحليل خشكسالي در مقياس ايستگاهي نمي‌تواند به‌تنهايي بيانگر رفتار منطقه‌اي اين پديده باشد. پژوهش حاضر با هدف تحليل فراواني منطقه‌اي شدت و مدت خشكسالي هواشناسي در مناطق همگن حوضه آبريز زاينده‌رود و برآورد مقادير متناظر با دوره‌هاي بازگشت مختلف انجام شده است. بدين منظور، ابتدا شاخص‌هاي استاندارد بارش (SPI) و استاندارد بارش-تبخيرتعرق (SPEI) در مقياس‌هاي زماني مختلف محاسبه و ويژگي‌هاي رخدادهاي خشكسالي، شامل شدت و مدت، استخراج شد. سپس با استفاده از روش خوشه‌بندي، ايستگاه‌هاي مورد مطالعه به مناطق اقليمي همگن تقسيم و همگني مناطق تشكيل‌شده با استفاده از آزمون Hosking–Wallis ارزيابي شد. در ادامه، تحليل فراواني منطقه‌اي مبتني بر گشتاورهاي خطي (L-moments) انجام و توزيع‌هاي احتمال مختلف براي توصيف شدت و مدت خشكسالي مورد ارزيابي قرار گرفتند. به‌منظور كاهش عدم‌قطعيت ناشي از انتخاب توزيع احتمال، رويكرد ميانگين‌گيري مدل بيزي (BMA) براي تلفيق نتايج توزيع‌هاي منتخب به كار گرفته شد. در نهايت، منحني‌هاي رشد منطقه‌اي و كوانتايل‌هاي خشكسالي براي دوره‌هاي بازگشت مختلف استخراج و رفتار خشكسالي در مناطق همگن، شاخص‌هاي SPI و SPEI و مقياس‌هاي زماني مختلف مقايسه شد. نتايج نشان داد كه الگوي آماري خشكسالي در مناطق همگن يكسان نبوده و توزيع احتمال مناسب با تغيير شاخص، مقياس زماني و منطقه تغيير مي‌كند. براي نمونه، در برخي مقياس‌ها توزيع‌هاي GPA و GLO براي SPI و توزيع‌هاي GNO، GPA و PE3 براي SPEI عملكرد مطلوب‌تري داشتند. همچنين، مقايسه توابع توزيع تجمعي و نمودارهاي Q-Q نشان داد كه توزيع‌هاي منتخب در بخش مركزي داده‌ها انطباق مناسبي با مشاهدات دارند، اما اختلاف‌ها در دنباله‌هاي توزيع، به‌ويژه براي رخدادهاي شديدتر، افزايش مي‌يابد. اين موضوع اهميت لحاظ كردن عدم‌قطعيت انتخاب مدل را در برآورد كوانتايل‌هاي مربوط به دوره‌هاي بازگشت طولاني‌تر نشان مي‌دهد. استفاده از BMA امكان تلفيق اطلاعات توزيع‌هاي مختلف و ارائه برآوردهاي منطقه‌اي با لحاظ عدم‌قطعيت مدل را فراهم كرد. همچنين، نتايج منحني‌هاي رشد منطقه‌اي نشان داد كه مقادير طراحي شدت و مدت خشكسالي با افزايش دوره بازگشت افزايش يافته و الگوي تغييرات آنها در مناطق همگن و بين شاخص‌هاي SPI و SPEI متفاوت است. در مجموع، چارچوب ارائه‌شده مي‌تواند مبنايي مناسب براي ارزيابي احتمالاتي ريسك خشكسالي، برآورد مقادير طراحي و پشتيباني از برنامه‌ريزي و مديريت منابع آب در حوضه زاينده‌رود فراهم كند.
  • چكيده انگليسي
    Drought is one of the most important hydroclimatic hazards, affecting water resources, agriculture, the environment, an‎d economic activities, an‎d consequently increasing the need for accurate assessment of its probability of occurrence an‎d severity. Given the climatic an‎d spatial heterogeneity of the Zayan‎dehrud River Basin, station-based drought analysis alone cannot adequately represent the regional behavior of this phenomenon. This study aims to perform regional frequency analysis of the severity an‎d duration of meteorological drought in homogeneous regions of the Zayan‎dehrud River Basin an‎d estimate the corresponding values for different return periods. To this end, the Stan‎dardized Precipitation Index (SPI) an‎d Stan‎dardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) were first calculated at different time scales, an‎d drought-event characteristics, including severity an‎d duration, were extracted. The study stations were then classified into homogeneous climatic regions using clustering methods, an‎d the homogeneity of the resulting regions was eva‎luated using the Hosking–Wallis test. Subsequently, regional frequency analysis based on L-moments was conducted, an‎d different probability distributions were eva‎luated to characterize drought severity an‎d duration. To reduce the uncertainty associated with the selec‎tion of a single probability distribution, the Bayesian Model Averaging (BMA) approach was employed to combine the results of the selec‎ted distributions. Finally, regional growth curves an‎d drought quantiles corresponding to different return periods were derived, an‎d drought behavior was compared across homogeneous regions, SPI an‎d SPEI indices, an‎d different time scales. The results showed that the statistical behavior of drought was not uniform across the homogeneous regions, an‎d the most appropriate probability distribution varied with the drought index, time scale, an‎d region. For example, the GPA an‎d GLO distributions showed better performance for SPI at some time scales, whereas GNO, GPA, an‎d PE3 were selec‎ted for SPEI under different conditions. Comparisons of the empirical an‎d theoretical cumulative distribution functions an‎d Q-Q plots indicated that the selec‎ted distributions provided a satisfactory fit to the central part of the observed data, while discrepancies increased in the tails of the distributions, particularly for more severe drought events. This finding highlights the importance of accounting for model-selec‎tion uncertainty when estimating drought quantiles associated with longer return periods. The application of BMA enabled information from multiple probability distributions to be combined an‎d provided regional estimates while accounting for model uncertainty. The regional growth curves also indicated that the design values of drought severity an‎d duration increased with increasing return period, while their patterns differed among homogeneous regions an‎d between the SPI an‎d SPEI indices. Overall, the proposed framework can provide a useful basis for probabilistic drought-risk assessment, estimation of drought design values, an‎d supporting water-resources planning an‎d management in the Zayan‎dehrud River Basin.
  • استاد راهنما
    سعيد اسلاميان , عليرضا گوهري
  • استاد مشاور
    محمد جمالي جزه
  • استاد داور
    الهام فاضل , احمد ميره اي