Monthly and Seasonal Flood Distribution over Different Return Periods in River Gauge Stations of Ardabil Province

Subject Areas :

Raoof Mostafazadeh ¹ , Ali Nasiri Khiavi ²

1 - Associate Professor, Dept. of Natural Resources and member of Water Management Research Center, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
2 - Ph.D. of Watershed Management Sciences and Engineering, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Received: 2023-04-21 Accepted : 2023-06-13 Published : 2023-10-23

Keywords: natural disasters, Spring Floods, Flood Modeling, Integrated Watershed Management, Flood Management,

Abstract :

Floods are one of the most destructive natural disasters that endanger social and economic conditions more than any other natural disaster. Therefore, the present study was conducted with the aim of analyzing the monthly and seasonal flood distribution in the different return periods in some river gauge stations of Ardabil Province. In this way, the data of 33 river gauge stations have been used, and the statistical period of the used data was 40 years. The EasyFit software was used to select the most appropriate statistical distribution for maximum discharge data in the return periods of 2, 5, 10, 25, 50, and 100-year. Based on the results, it can be said that in the studied stations, about 63.63% of the floods were related to the month of April. On the other hand, based on the results of the seasonal comparison charts, it can be said that the maximum floods were related to the spring season, and in all the return periods studied, the highest amount and percentage of floods occurred in spring season. In some stations such as Yamchi, Nouran, Neneh-Karan, Mashiran, Aouughin, Derou and Pol-e-Almas, nearly 100% of the floods were related to the spring season, and this shows that the floods in Ardabil Province were of spring type. Conducting the necessary studies and watershed-based planning is necessary in southern flood-prone areas of the Ardabil province, and the possibility of flooding in the future can be reduced and its damages minimized.

References:

1. خالقی، مهدی؛ طهماسبی‌پور، ناصر (1392). انتخاب مناسب‌ترین توزیع آماری در تحلیل و برآورد فراوانی سیل با دوره بازگشت‌های مختلف (مطالعه موردی تعدادی از ایستگاه‌های حوزه آبخیز کشکان). اولین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار. تهران.


2. دلیران فیروز، هدی و دیگران (1394). ارزیابی خسارات ناشی از سیل در حوزه‌های آبخیز قمصر و قهرود با استفاده از نرم‌افزار HEC-FIA.، علوم آب و خاک. 19 (74)، 13-1.


3. رضایی‌مقدم، محمدرضا و دیگران (1393). بررسی اثرات تغییر کاربری و پوشش اراضی بر روی سیل‌خیزی و دبی رواناب (مطالعه موردی: حوضه آبریز سد علویان). هیدروژئومورفولوژی. 1 (1)، 57-41.


4. رضوی‌زاده، سمانه؛ شاهدی، کاکا (1395). اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوزه‌های آبخیز طالقان با استفاده از تلفیق AHP و TOPSIS. اکوسیستم‌های طبیعی ایران. 7 (4)، 46-33.


5. شعبانی بازنشین، آرمان؛ عمادی، علیرضا؛ فضل‌اولی، رامین (1395). بررسی پتانسیل سیل‌خیزی حوزه‌های آبخیز و تعیین مناطق مولد سیل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز نکا). پژوهشنامه مدیریت آبخیز. 7 (14)، 9-1.


6. شیخ‌علیشاهی، نجمه؛ جمالی، علی‌اکبر؛ حسن‌زاده نفوتی، محمد (1393). پهنه‌بندی سیل با استفاده از مدل هیدرولیکی تحلیل رودخانه (مطالعه موردی: حوضه آبریز منشاد- استان یزد). فضای جغرافیایی. 16 (53)، 96-77.


7. طهماسبی‌پور، ناصر و دیگران (1386). منطقه‌ای کردن برآورد سیل در تعدادی از زیرحوضه‌های کرخه با استفاده از چولگی تعمیم‌یافته. پژوهش و سازندگی. 20 (74)، 10-1.


8. علیزاده، امین (1390). اصول هیدرولوژی کاربردی. مشهد: انتشارات بنیاد فرهنگی رضوی.


9. لالوزایی، اکرم و دیگران (1399). تجزیه و تحلیل رفتار فصلی رخدادهای سیل و تغییرهای زمانی آن در آبخیزهای هیرکانی (مطالعه نمونه: آبخیزهای حوضه رودخانه گرگانرود). مخاطرات محیط طبیعی. 9 (25)، 157-143.


10. مصطفی‌زاده، رئوف؛ مهری، سونیا (1397). روند تغییرات ضریب سیلابی در ایستگاه‌های هیدرومتری استان اردبیل. پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. ۹ (۱۷)، 95-82.


11. میرزایی، شهناز و دیگران (1397). شبیه‌سازی هیدروگراف سیل و تحلیل ارتباط آن با سنجه‌های سیمای سرزمین در حوضۀ آبخیز عموقین، استان اردبیل. اکوهیدرولوژی. 5 (2)، 372-357.


12. نصیری خیاوی، علی؛ فرجی، علی؛ مصطفی‌زاده، رئوف (1398). پاسخ دبی جریان به تغییرات بارندگی با استفاده از شاخص الاستیسیته اقلیمی در برخی از ایستگاه‌های هیدرومتری استان اردبیل. هیدروژئومورفولوژی. 6 (21)، 22-1.


13. نصیری خیاوی، علی و دیگران (1398). تغییر شاخص های هیدرولوژیک جریان رودخانه بالخلوچای ناشی از تأثیر ترکیبی تغییر مولفه‌های اقلیمی و احداث سد یامچی اردبیل با استفاده از رویکرد دامنه تغییرپذیری (RVA). مهندسی و مدیریت آبخیز. 11 (4)، 865-851.


14. نصیری خیاوی، علی و دیگران (1398). تغییر مؤلفه‌های جریان زیست‌محیطی تحت تأثیر سد سبلان در رودخانه قره‌سو استان اردبیل. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. 10 (19)، 94-85.


15. نصیری خیاوی، علی؛ وفاخواه، مهدی؛ صادقی، سیدحمیدرضا (1402). کاربست رویکرد مشارکتی در شناسایی زیرآبخیزهای بحرانی از نظر پتانسیل تولید سیلاب در آبخیز چشمه‌کیله، استان مازندران. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک. 3 (3)، 107-90.


16. Acharya, B., & Joshi, B. (2020). Flood frequency analysis for an ungauged Himalayan river basin using different methods: A case study of Modi Khola, Parbat, Nepal. Meteorology Hydrology and Water Management. 8 (2), 46–51. https://doi.org/10.26491/mhwm/131092


17. Azizi, E. et al (2022). Spatial distribution of flood vulnerability index in Ardabil province, Iran. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 36 (12), 4355-4375.


18. Bartl, S.; Schumberg, S. & Deutsch, M. (2009). Revising time series of the Elbe River discharge for flood frequency determination at gauge Dresden. Natural Hazards and Earth System Sciences. 9 (6), 1508-1814. DOI:10.5194/nhess-9-1805-2009.


19. Cherqui, F. et al (2015). Assessing urban potential flooding risk and identifying effective risk-reduction measures. Science of the Total Environment. 514, 418-425. DOI:10.1016/j.scitotenv.2015.02.027.


20. Cunderlik, J.M., Ouarda, T.B.M.J. & Bernard, B. (2010). Determination of flood seasonality from hydrological records. Hydrological Sciences Journal. 49 (3), 511-526. DOI:10.1623/hysj.49.3.511.54351


21. Diakakis, M. (2017). Flood seasonality in Greece and its comparison to seasonal distribution of flooding in selected areas across southern Europe. Journal of Flood Risk Management. 10 (1), 30–41. https://doi.org/10.1111/jfr3.12139


22. Fohrer, N.; Haverkamp, S. & Frede, H.G. (2005). Assessment of the effects of land use patterns on hydrologic landscape functions. Hydrologucal Processes. 19 (3), 659-672. DOI:10.1002/hyp.5623.


23. Hall, J., & Blöschl, G. (2018). Spatial patterns and characteristics of flood seasonality in Europe. Hydrology and Earth System Sciences. 22 (7), 3883–3901.


24. Hosurkar, A.A.; Shivapur, A.V. & Madhusudhan, M.S. (2016). Estimation of flood magnitudes for various return periods for selected strech of Dudhganga. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 3 (6), 1659-1669.


25. Jeneiov, K. et al (2016). Variability of seasonal floods in the Upper Danube river basin. Journal of Hydrology and Hydromechanics. 64 (4), 357-366.


26. Lecce, S. A. (2000). Seasonality of flooding in North Carolina. Southeastern Geographer. 41 (2), 168–175.


27. Llasat, M. C. et al (2010). High-impact floods and flash floods in Mediterranean countries: The FLASH preliminary database. Advances in Geosciences. 23 (47), 47–55. DOI:10.5194/adgeo-23-47-2010.


28. Mostafazadeh, R. et al (2017). Scenario analysis of flood control structures using a multi-criteria decision-making technique in Northeast Iran. Natural Hazards. 87 (1), 1827-1846. DOI:10.1007/s11069-017-2851-1.


29. Nasiri Khiavi, A.; Vafakhah, M. & Sadeghi, S.H. (2023). Flood-based critical sub-watershed mapping: comparative application of multi-criteria decision making methods and hydrological modeling approach. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 37, 2752-2775. DOI:10.21203/rs.3.rs-1711435/v1.


30. Nasiri Khiavi, A.; Vafakhah, M. & Sadeghi, S.H. (2022). Comparative prioritization of sub-watersheds based on Flood Generation potential using physical, hydrological and co-managerial approaches. Water Resources Management. 36 (6), 1897-1917.


31. Nastos, P. T. & Zerefos, C. S. (2008). Decadal changes in extreme daily precipitation in Greece. Advances in Geosciences. 16, 55–62. DOI:10.5194/adgeo-16-55-2008.


32. Parajka, J. et al (2010). Seasonal characteristics of flood regimes across the Alpine–Carpathian range. Journal of Hydrology. 18 (97), 78-89. DOI:10.1016/j.jhydrol.2010.05.015.


33. Philandras, C.M. et al (2010). Study of the rain intensity in Athens and Thessaloniki, Greece. Advances in Geosciences, 23, 37–45. DOI:10.5194/adgeo-23-37-2010.


34. Romali, N.S. & Yusop, Z. (2017). Frequency analysis of annual maximum flood for segamat river. MATEC Web of Conferences. 103. https://doi.org/10.1051/matecconf/201710304003.


35. Tanguy, M. et al (2016). River flood mapping in urban areas combining Radarsat-2 data and flood return period data. Remote Sensing of Environment. 198 (8), 442-459. DOI:10.1016/j.rse.2017.06.042.


36. Tramblay, Y. et al (2023). Changes in Mediterranean flood processes and seasonality. Hydrology and Earth System Sciences Discussions. 27 (15), 2973-2987. DOI:10.5194/hess-27-2973-2023.


37. Tu Vu, Th. & Ranzi, R. (2014). Flood risk assessment and coping capacity of floods in central Vietnam. Journal of Hydro-environment Research. 14, 44-60. DOI:10.1016/j.jher.2016.06.001

38. Unami, K.; Mohawesh, O. & Fadhil, R.M. (2021). Statistical analysis of flash flood events for designing water harvesting systems in an extremely arid environment. Hydrological Processes. 35 (9), 1–16. https://doi.org/10.1002/hyp.14370