تحلیل فراوانی

تحلیل فراوانی وقایع مجموعه روشهایی می باشند که با استفاده از قوانین احتمالات به بررسی احتمال تکرار یک پدیده در طول زمان می پردازند. هدف از این تحلیل ها، به دست آوردن دوره برگشت وقایع اندازه گیری شده و تخمین مقدار یک واقعه به ازای دوره برگشت مشخص می باشد، که خارج از دامنه وقایع ثبت شده قرار دارد و برای طراحی پروژه ها از آن استفاده می شود. از جمله این تحلیل ها می توان به روش گامبل(1)و لوگ پیرسون تیپ 3(2)اشاره کرد. در این مقاله با استفاده از این دوروش به بررسی احتمال وقوع حداقل دبی و حداکثر بارش 24 ساعته در حوضه کمال چای در جنوب کوه سبلان می پردازیم.علاوه برآن از فرمول ماکوس(3) برای انجام کافی بودن داده ها استفاده شده است. طبق این بررسی ها به احتمال 96 درصد، بارش کمتر از 44 میلی متر در 24 ساعت خواهد بود. و به احتمال 95 درصد میزان بیشتر از 02/1 مترمکعب در ثانیه خواهد بود.

به منظور تعیین دمای آستانه رخداد برف در نقاط مختلف استان کردستان، ابتدا زمان های رخداد بارش های برف در طول دوره آماری موجود هریک از هفت ایستگاه همدیدی استان، مختوم به سال 2006، به همراه دما و نقطه شبنم در همان ساعت دیدبانی استخراج شده است. سپس مقادیر فراوانی، فراوانی نسبی و فراوانی نسبی تجمعی ریزش برف غیر رگباری در گستره های مختلف دمایی هر ایستگاه مشخص شده است. با انجام تحلیل فراوانی، توزیع نرمال بهترین توزیع برای برازش به داده های دما شناخته شد. بر این اساس، احتمال ریزش برف، در دمایی معین و کمتر از آن نیز محاسبه شده است. برای پیش بینی نوع بارش، رابطه همبستگی بین دمای نقطه شبنم و کمبود اشباع، در زمان بارش برف، تعیین شده است. نتایج نشان می دهد به هنگام ریزش برف، دما به طور میانگین در بیشتر ایستگاه های مورد مطالعه، منفی است. به سبب گذر دما از فاز مثبت به منفی، فراوانی بارش برف در دماهای Cº 5/0-0 بیش از گستره های دیگر است. بارش برف در دماهای بیش از Cº 3 در سطح ایستگاه های استان به ندرت رخ می دهد. بیشینه احتمال بارش برف در دماهای مثبت، حدود 25 درصد، برای د ماهای بین Cº1 تا Cº 3/0 است.

در این پژوهش به تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های حدی و فراگیر در کرانه های غربی خزر با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی پرداخته شد. در این راستا از پایگاه داده ی بارش روزانه ی منطقه ی مطالعاتی شامل 33 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی طی 15992 روز (از 1/1/1340 تا 11/10/1383)، 109 روز از شدیدترین و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه ی صدک 99ام، برای بررسی و تحلیل انتخاب شد. فراوانی رودبادها و موقعیت آنها در محدوده ی وسیعی از صفر تا 120 درجه ی شرقی و صفر تا 80 درجه ی شمالی در چهار تراز 250، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال طی چهار دیده بانی همدید در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 گرینویچ بررسی گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که رودبادها از نظر زمانی به جز در تراز 250 هکتوپاسکال که در ساعت 06:00 فراوانی بالایی را نشان می دهند؛ در ترازهای 300 و 400 هکتوپاسکال عمدتاً در ساعت 18:00 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی آشکار دارند. در عین حال، نقشه های میانگین سرعت رودبادها در این ساعت ها که از یکسو منطبق بر رخداد بیشینه ی فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه ی سرعت رودبادها در پهنه ی مطالعاتی است؛ بیانگر قرارگیری ربع چهارم هسته رودباد( که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی کرانه های غربی خزر است. این موضوع می تواند به انبساط توده ی هوا در سطح بالا یا حرکت قائم صعودی بیانجامد. به طور کلی کشیدگی رودباد تا تراز 500 هکتوپاسکال در اغلب موارد در ساعت 18:00 نشان از ضخامت لایه ی ناپایدار دارد که می تواند بارش های حدی و فراگیر را روی کرانه های غربی خزر ایجاد نماید.

در این پژوهش به تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با رخداد طوفان های حوضه آبریز ارمند با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی پرداخته شده است. در این راستا، از پایگاه داده بارش روزانه ایستگاه های سینوپتیک چهارمحال و بختیاری استفاده شده است، طی سال های 1352-1383 (طی 11315 روز) روی یاخته هایی به ابعاد 14*14 کیلومتر، به روش کریجینگ میانیابی و ترسیم شد و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه صدک 99 ام، برای تحلیل گزینش شد. فراوانی رودبادها و موقعیت آنها در محدوده وسیعی از صفر تا 120 درجه شرقی و صفر تا 80 درجه شمالی در 2 تراز 250 و 300 هکتوپاسکال طی 4 دیده بانی همدید در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 گرینویچ بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که رودبادها از نظر زمانی در تراز 250 هکتوپاسکال در ساعت 06:00 فراوانی بالایی را نشان می دهد؛ در تراز 300 هکتوپاسکال عمدتاً در ساعت 18:00 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی آشکار دارند. درعین حال، میانگین سرعت رودبادها روی نقشه ها در این ساعت ها که از یک سو منطبق بر رخداد بیشینه فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه سرعت رودبادها در پهنه مطالعاتی است؛ بیانگر قرارگیری ربع چهارم هسته رودباد (که باافزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی حوضه آبریز ارمند است. به طورکلی، کشیدگی رودباد در تراز 300 هکتوپاسکال در اغلب موارد در ساعت 18:00 نشان از ضخامت لایه ناپایدار دارد که می تواند بارش های حدی و فراگیر را در حوضه آبریز ارمند ایجاد نماید.

مدل سازی هیدرولیکی سیلاب، نقش مهمی در مدیریت بهینه سیل و کاهش خطرات مرتبط دارد. منطقه موردمطالعه در این پژوهش، بازه 20 کیلومتری رودخانه اترک در بالادست شهر مراوه تپه است که یکی از مخاطره آمیزترین مناطق ایران از منظر سیلاب رودخانه ای می باشد. هدف از پژوهش حاضر، برآورد میزان دقت مدل رقومی ارتفاعی TanDEM-X با قدرت تفکیک 12 متر در شبیه سازی مشخصات هیدرولیکی سیلاب است. برای رسیدن به این هدف، مدل دوبعدی HEC-RAS در شرایط پایدار برای شبیه سازی سیلاب با دوره بازگشت 5، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله استفاده شد؛ همچنین از تصاویر ماهواره ای Landsat-8 OLI برای استخراج پهنه سیلابی و اعتبارسنجی مدل هیدرولیکی بهره گرفته شد. نتایج مدل هیدرولیکی نشان دهنده آن است که وسعت پهنه سیلابی در محدوده 40/4 (دوره بازگشت 5 سال) تا 93/5 کیلومترمربع (دوره بازگشت 200 سال) متغیر است. از سوی دیگر، در دوره بازگشت 200 سال، میانگین عمق 9/67 درصد و سرعت جریان 5/49 درصد در مقایسه با دوره بازگشت 5 سال افزایش می یابد. تحلیل حساسیت ضریب مانینگ مؤید آن است که بیشترین حساسیت وسعت پهنه سیلابی، میانگین عمق و سرعت جریان نسبت به ضریب مانینگ 65/4، 84/4 و 23/12- درصد است. نتایج اعتبارسنجی مدل دوبعدی HEC-RAS با استفاده از پهنه سیلابی استخراج شده از تصاویر ماهواره ای Landsat-8 OLI برای دوره بازگشت 10 سال نشان از آن دارد که شاخص درصد تناسب 86 است. نتایج این پژوهش به عنوان نقطه عطفی برای مدل سازی هیدرولیکی مشخصات سیلاب با مدل رقومی ارتفاعی TDX در سایر مناطق ایران کمک می کند.