کاربرد تابع کاپولا در تحلیل چندمتغیره شاخص خشکسالی جریان (مطالعه موردی: حوضه سد استقلال میناب)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 استادیار، گروه آمار و ریاضی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

4 دانشیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

5 استادیار، گروه آمار و ریاضی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

doi
10.29252/aridbiom.2023.20698.1962
چکیده

در تحلیل فراوانی خشکسالی به­ عنوان یک پدیده چندوجهی، خلاصه‌کردن رویداد در یک متغیر، سبب کاهش اعتمادپذیری نتایج می­‌گردد. تحلیل فراوانی دو و چندمتغیره خشکسالی با استفاده از توابع کاپولا، این امکان را فراهم می‌­کند که دوره بازگشت یک رویداد خشکسالی با شدت، تداوم و پیک مشخص برآورد شود. در این مطالعه، شاخص خشکسالی جریان برای بررسی ویژگی‌­های خشکسالی با استفاده از جریان ماهانه ایستگاه برنطین حوزه آبخیز سد استقلال میناب، با در نظر گرفتن مقیاس‌های زمانی 12 ماهه مورد استفاده قرار می­‌گیرد. ضریب همبستگی اسپیرمن برای تجزیه و تحلیل وابستگی بین متغیرهای خشکسالی هیدرولوژیکی و شش تابع توزیع حاشیه‌ای برای مدل­سازی آنها مورد استفاده قرار گرفت و سپس با استفاده از کاپولای خانواده ارشمیدسی و بیضوی بهترین مفصل انتخاب و تحلیل چندمتغیره شرطی و ریسک خشکسالی جریان صورت پذیرفت. تجزیه و تحلیل توزیع حاشیه‌ای نشان داد، توزیع‌های گاما، لوگ ‌نرمال و ویبول به‌ترتیب برای شدت، تداوم و پیک خشکسالی بهترین توزیع‌ها هستند و نتایج برازش کاپولا نشان می‌دهد، بهترین تابع کاپولا در تحلیل وابستگی بین متغیرها کاپولای فرانک است. احتمال شرطی سه متغیره شدت خشکسالی در تداوم­‌های 20، 50، 80 و 100ساله و پیک 1 و 5/1 مورد بررسی قرار گرفت. این آستانه‌ها با توجه به این که بیشترین فراوانی را در منطقه مورد مطالعه داشتند، انتخاب گردید. نتایج حاکی از آن است که با ثابت‌ماندن تداوم خشکسالی و افزایش پیک از 1 به 5/1 احتمال شدت خشکسالی کاهش می‌یابد اما با افزایش تداوم و شدت خشکسالی، پیک خشکسالی نیز افزایش می‌­یابد.