تحلیل چند متغیرۀ سیل با استفاده از مفصل‌های Vine در حوزۀ آبخیز بازفت استان چهارمحال و بختیاری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، ایران.

2 استادیار، دانشکدۀمنابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، ایران.

3 دکتری مهندسی آب، دفتر تخصیص منابع آب وزارت نیرو، تهران، ایران.

4 دانشیار، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران.

doi
10.22059/jrwm.2021.314030.1548
چکیده

سیل یک پدیدۀ چند بعدی است و به دلیل داشتن ویژگی­های همبستۀ متعدد، تجزیه و تحلیل تک متغیره نمی­تواند دانش یکپارچه­ای در مورد این پدیده ارائه دهد. در این مطالعه، از ساختارهای واین برای تجزیه و تحلیل چند متغیرۀ ویژگی­های سیل استفاده شد. به این منظور، هیدروگراف­های 98 رویداد سیل ثبت شده در ایستگاه لندی در حوزۀ آبخیز بازفت در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب شد و مشخصات سیلاب، از جمله دبی اوج سیل(p ) ، حجم سیل(V) ، مدت زمان سیل­­(D)  و زمان رسیدن به اوج  (T) استخراج شد. سپس با آزمون کلموگرف-اسمیرنوف بهترین توزیع برازش یافته بر هر متغیر انتخاب شد. توزیع حاشیه­ای منتخب شامل لوگ نرمال­، جانسون اس بی و پیرسون نوع 5 به ترتیب برای دبی اوج سیل و حجم سیل،  مدت زمان سیل و زمان رسیدن به اوج  می­باشد. در مرحلۀ بعد، مفصل­های سی- واین (C-Vine) و دی- واین (D-Vine) در دو شکل سه و چهار متغیره با ترکیب متغیر ایجاد شد. به این ترتیب که در سه متغیره، حجم و دبی اوج سیل در ترکیب ثابت و مدت زمان سیل یا زمان رسیدن به اوج  متغیر در نظر گرفته شدند. در  مفصل چهار متغیره نیز ترکیب­های متفاوت از هر چهار متغیر استفاده شد. برای ترکیب این متغیرها، از مفصل­های گامبل، فرانک، جو، کلایتون، گواسین و تی استیودنت استفاده شد. نتایج به دست آمده از مفصل، با مفصل تجربی آن ترکیب، مقایسه شد. نتایج نشان داد ­که بهترین ترکیب در هر دو مفصل سی واین و دی واین در مدل­های سه گانه، ترکیب TPV  با مقدار نش 913/0است و مفصل­های گامبل و گواسین به عنوان بهترین مفصل در لبه­ها شناخته شدند. در مورد ترکیب چهار متغیره، بهترین ترکیب سی واین PVTD و دی واین و  PTVD با مقدار نش 989/0 شناخته شدند. مفصل­های گامبل و گواسین در درختها دارای غالبیت می­باشند. به طور کلی نتایج نشان داد که ساختارهای واین چهار متغیره از ساختارهای سه متغیره دارای همسبتگی بالاتری هستند.