استخراج معادلات منطقه ای مقدار - مدت - فراوانی بارش با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی (مطالعه موردی: استانهای خراسان)

قهرمان بیژن*,شامكوییان حمیرا,داوری كامران

* گروه مهندسی آب، دانشكده كشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارندگی گامی مهم در علم هیدرولوژی بوده كه به منظور تخمین رگبارهای طرح در بسیاری از پروژه های مهندسی و طراحی سازه های آبی به كار می روند، به طوری كه بتوان برآورد قابل قبولی از بارش های مورد نظر جهت طراحی پروژه های آبی فراهم آورد. همواره كمبود ایستگاه های اندازه گیری، كوتاه بودن طول دوره آماری، وجود داده های پرت و غیر قابل اطمینان، مهمترین مشكلات موجود برای نیل به این هدف بوده است. در این مطالعه به منظور رفع مشكلات مذكور، از تحلیل منطقه ای بارش های كوتاه مدت بر اساس تئوری گشتاورهای خطی استفاده شده است. به طوریكه در این تحلیل به جای استفاده از امار یک ایستگاه، آمار و ویژگی های مجموعه ای از ایستگاه های هم رفتار مورد مطالعه قرار می گیرد. در تمامی مراحل تحلیل منطقه ای از جمله تعیین نواحی همگن و هم رفتار، برازش و برآورد پارامترهای توابع توزیع مناسب در هر ناحیه همگن و تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارش های كوتاه مدت از گشتاورهای خطی استفاده شده است. بر این اساس 24 ایستگاه باران سنج ثبات با طول دوره آماری 8 تا 24 سال واقع در استان های خراسان (تحت نظارت وزارت نیرو) با استفاده از تحلیل خوشه ای و بر اساس ویژگی هایی از جمله باران متوسط سالانه، طول و عرض به دو ناحیه تقسیم شده، به طوریكه در ناحیهA ، ایستگاه و در ناحیهB ، 16 ایستگاه جای گرفت. همگنی نواحی مذكور با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی ارزیابی و مورد تایید قرار گرفت. پارامترهای تابع توزیع GEV در هر ایستگاه برآورد شد و معادلات مقدار-مدت و مقدار-فراوانی ناحیه ای به دست آمد. معادلات مذكور تركیب شدند و در نتیجه روابط ناحیه ای مقدار-مدت-فراوانی در نواحی دو گانه حاصل گردید. معادلات نهایی مذكور تابعی از مدت، فراوانی،R10yr 60min و MAP منطقه مورد نظر بوده و با حداكثر خطای 19%± در نواحی دو گانه قادر به براورد مقدار بارش در مدت 5 تا 60 دقیقه و فراوانی 2 تا 100 سال می باشند. تفاوت نتایج با تحلیل های نقطه ای با تابع توزیع احتمال گامبل چشمگیر نبود.

كلید واژه: گشتاورهای خطی، روابط ناحیه ای مقدار ، مدت ، فراوانی بارندگی، خراسان