رویدادهای حدی

به منظور تحلیل رفتار دنباله توزیع و فراوانی رویداد دماهای حدی در استان کرمانشاه طی دوره مطالعاتی (2016-1961) ابتدا روند تغییرات مقادیر حدی با استفاده از آزمون های نا پارامتریک بررسی گردید. سپس با استفاده از مدل بلوک ماکزیما، توزیع GEV به سری داده های موردنظر برازش داده شد و مقادیر چندک متغیرها به ازای دوره های بازگشت مختلف تخمین زده شد. پارامترهای توزیع با استفاده از سه روش گشتاورها، گشتاورهای احتمالی وزن دار و حداکثر درست نمایی برآورد گردید. همچنین به منظور ارزیابی صحت مدل GEV برازش داده شده به رویدادهای حدی، نمودارهای چندک- چندک (Q-Q) برای ایستگاه کرمانشاه ترسیم گردید. نتایج بررسی ها نشان داد که در بین سه روش موردبررسی مقدار خطای استاندارد روش حداکثر درست نمایی کمتر از دو روش دیگر می باشد. با توجه به مقدار پارامتر شکل (ξ) و فاصله اطمینان 95% آن، در هر سه روش موردبررسی، پارامتر شکل در مورد دماهای حدی سرد، صفر را در برمی گیرد لذا تبعیت داده ها از نوع GEV نوع اول یا گامبل است. توزیع سری زمانی دماهای حدی گرم در ایستگاه کرمانشاه چوله به چپ بوده و تبعیت داده ها از توزیع GEV نوع سوم یا ویبول می باشد. با توجه به یافته های تحقیق تابع توزیع GEV قابلیت زیادی در برازش سری داده های حدی دارد.

    در سال های اخیر بررسی رویدادهای حدی آب و هوایی که منجر به خسارت های اقتصادی و اجتماعی در جوامع انسانی می شوند، مورد توجه محققین قرار گرفته است، در پژوهش حاضر با هدف بررسی رویدادهای حدی آب و هوایی (با تاکید بر عناصر بارش و دما) در استان خوزستان، ابتدا مقادیر حدی دمایی و سپس مقادیر حدی بارش در ایستگاه های اهواز، آبادان، بهبهان، ایذه و دزفول محاسبه و استخراج شد. برای سه ایستگاه شاخص، یعنی ایستگاه های اهواز، آبادان و دزفول دوره آماری 50 ساله (2010-1961) و برای دو ایستگاه بهبهان و ایذه به دلیل جدید بودن ایستگاه ها، دوره آماری 18 ساله (2010-1993) استفاده گردید. در ادامه روند صعودی و نزولی تغییرات مقادیر حدی مذکور با استفاده از روش من- کندال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تعداد روزهای بالای 30 درجه سانتی گراد در همه ایستگاه ها روندی افزایشی دارد. روزهای با حداقل دمای 21 درجه سانتی گراد در مناطق جنوبی استان روند افزایشی دارد، اما بخش شمالی بدون روند و بخش شرقی دارای روندی منفی است. میانگین دمای سالانه در جنوب و شرق استان روند افزایشی دارد، اما در شمال استان بدون روند می باشد. تعداد روزهای مرطوب، میانگین بارش سالانه و روزهای با بارش بیش از 10میلیمتر در مناطق شمالی و جنوبی استان بدون روند است و در شرق استان روندی نزولی و منفی دارد. 

در دهه های اخیر، پدیده های حدی هیدرولوژیکی مانند خشکسالی و سیلاب به دلیل وقوع پدیده تغییرات اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک تشدید یافته است. از این رو، ارزیابی روند تغییرات آن ها از نظر شدت، مدت و فراوانی وقوع و بررسی اندرکنش آنها طی سالیان گذشته می تواند حائز اهمیت باشد. پژوهش حاضر به بررسی و ارزیابی مشخصه های شدت، مدت و تعداد وقوع مخاطرات خشکسالی و سیلاب طی دوره ی آماری 2022-1983، با استفاده از داده های بلند مدت آبسنجی در حوضه های آبریز بلوچستان جنوبی، هامون-جازموریان و هامون-مشکیل پرداخت. نتایج نشان داد حوضه بلوچستان جنوبی در طی چهار دهه اخیر خشکسالی ها و سیلاب های بزرگ تر، شدیدتر و طولانی تر را تجربه کرده است بطوری که بزرگی سیلاب برای ایستگاه های باهوت، کهیر، پیرسهراب و کاریانی در این حوضه به ترتیب از 217، 225، 191 و 244 مترمکعب بر ثانیه در دهه ی اول به 255، 291، 291 و 554 مترمکعب برثانیه در دهه ی سوم افزایش یافته است. این شرایط تقریبا برای حوضه های هامون - جازموریان و هامون-مشکیل نیز صادق بوده است، با این تفاوت که تعداد وقوع سیلاب در دو حوضه هامون-جازموریان و هامون-مشکیل روند کاهشی داشته است. خروجی حاصل از پایش مشخصه های خشکسالی [1]SDI حوضه های مذکور حاکی از روند افزایشی آن دارد؛ بطوریکه نمایه های شدت و تعداد وقوع به ترتیب از مقدار 3/1، 3 واحد در دهه اول به 1/6، 3/4 واحد در دهه ی چهارم تغییر یافتند. مدت خشکسالی نیز از 5/7 ماه در دهه اول تا ۱۴ ماه در دهه پایانی افزایش پیدا کرد. از این لحاظ مناطق جنوب شرقی کشور تحت تاثیر اثرات ترکیبی و افزایشی سیلاب و خشکسالی به ویژه در دهه اخیر قرار گرفته است. با توجه به پیامدهای اقتصادی و اجتماعی روند افزایشی این مخاطرات بر منطقه، لزوم برنامه ریزی و اقدامات مناسب توسط مسئولان و نهادهای مربوطه جهت سازگاری و کاهش اثرات مخرب، بیش از پیش احساس می شود. 

مدل های هیدرولوژیکی متفاوتی در حوضه های رودخانه های مختلف برای شبیه سازی داده های رواناب بارش های در دسترس، کاربری اراضی و ویژگی های خاک استفاده می شوند. هدف از این مطالعه، استفاده از مدل HEC-HMS برای شبیه سازی بارش- رواناب حوزه آبخیز چالوس رود به عنوان یک ابزار مفید برای پیشگیری و کاهش خطرات سیلابی باشد. پس از تهیه نقشه کاربری و خاک (تحت نرم افزار HWSD-Viewer فائو) و استفاده از نسخه توسعه یافته مدل (تحت GIS الحاقی)، اطلاعات مکانی منطقه مورد مطالعه و پارامترهای هیدرولوژیکی، مستقیماً در نرم افزار HEC-HMS محاسبه شدند. پس از تهیه نقشه های خاک، شیب، داده های بارش و دبی روزانه (ورودی های مدل) طی سال های 2017- 1981 برای شبیه سازی رواناب، مدل واسنجی و صحت سنجی شد. در منطقه مورد مطالعه، روش های شماره منحنی (CN)، روندیابی ماسکینگام و هیدروگراف واحد برای مدل تنظیم شد. در ارزیابی مدل نیز از آماره های ضرایب تبیین (R2) و نش- ساتکلیف (NSE) استفاده شد. مقادیر R2 (71/0 و 64/0) و NSE (67/0 و 72/0) دوره های واسنجی و صحت سنجی نشان دهنده تطابق خوب بین جریان های مشاهده ای و شبیه سازی شده بود. همبستگی بین مقادیر شبیه سازی و مشاهده ای خوب بود، اما حجم کل ذخیره دبی برای این سال ها کمی بیش ازحد برآورد شد. بر این اساس، مدل به خوبی جریان دبی روزانه را شبیه سازی نمود. نتایج به دست آمده توسط مدل HEC-HMS به عنوان یک مدل جایگزین برای مدل های دیگر در پیش بینی رواناب، رضایت بخش و قابل قبول است. به طوری که، هیدروگراف خروجی این مدل در تلفیق با روش های دیگر مدل های هیدرولوژیکی (HEC-RAS و SWAT) می تواند در زمینه های مختلف مطالعاتی و مدیریتی برای رویدادهای حدی مورداستفاده قرار گیرد.