Regional Analysis Low Flows in the Karkheh and Karoon Catchments

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

هدایت الله زرین ¹ (مهندسی آبخیزداری دانشگاه تربیت مدرس)
فرود شریفی ² (عضو هئیت علمی، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری کشور.)
مهدی وفاخواه ³ (عضو هئیت علمی، گروه مهندسی آبخیزداری دانشگاه تربیت مدرس.)

تاریخ دریافت : 1390/05/17 تاریخ پذیرش : 1390/07/20 تاریخ انتشار : 2011/12/01

کلید واژه: principal component analysis, Multivariate regression, تجزیه و تحلیل عاملی, رگرسیون چندگانه, Flow Duration Curve, low flow, Karkheh and Karoon, منحنی تداوم جریان, جریان کمینه, کرخه و کارون,

چکیده مقاله :

Analysis of low flow is one of the important considerations in any water resource project. Meanwhile, as a general idea it seems that flow control is more important than drought mitigation but it is necessary to pay more attention to drought problem in future projects. In this paper, available data for 28 selected watersheds were analyzed and then Flow Duration Curve was drew, and discharge of parameters includes , , , and were calculated. Also, hydroclimatic and geomorphologic parameters were considered to obtain the most effective factors on low flow. With using Principal Component Analysis from between 21 effective parameter on low flow, factors that showed lowest correlation was selected. The most effective factors were: average slop of the watershed, area, average altitude of the watershed, compactness coefficient and slop of main channel which illustrate 80.1 percent of variation of data. Meanwhile, obtain relation between low flow and watershed characteristics, regional analysis with multivariate regression was carried out. Results were compared with data of 9 control watersheds to evaluate accuracy of the model which showed these models were significant (at 99% level).

چکیده انگلیسی:

در طراحی و اجرای پروژه‌های آبی کوچک در کشور، عمدتا به برآورد سیل توجه شده است و به مساله خشک سالی در برنامه ریزی منابع آب، کمتر اهمیت داده شده است. در این تحقیق به منظور برآورد جریان کمینه، از آمار موجود 28 ایستگاه هیدرومتری در حوزه‌های کرخه و کارون که دارای شرایط مناسب از نظر طول دوره آماری بودند، استفاده شد. سپس منحنی تداوم جریان برای هر کدام از ایستگاه‌ها ترسیم گردید ومقادیر دبی جریان‌های کمینه مورد نیاز آنها استخراج گردید. به منظور تعیین مهمترین عوامل مؤثر بر جریان کمینه، 21 پارامتر مؤثر بر جریان کمینه مانند پارامترهای فیزیوگرافی، اقلیمی و زمین شناسی به وسیله سیستم اطلاعات جغرافیایی برآورد گردید. با استفاده از روش تجزیه و تحلیل عاملی، عواملی که کمترین هم بستگی را با هم نشان دادند، انتخاب شدند. این عوامل به ترتیب اهمیت، شامل شیب متوسط حوزه، مساحت، ارتفاع متوسط حوزه، ضریب گراولیوس و شیب آبراهه اصلی بوند، که 1/80 درصد از تغییرات در داده‌های اصلی را توضیح می دهند. در ادامه، تحلیل منطقه ای به روش رگرسیون چند گانه برای به دست آوردن روابطی بین جریان کمینه و ویژگی‌های حوزه آبخیز صورت گرفت. در نهایت به منظور مقایسه و ارزیابی صحت مدل‌های برآوردی، اطلاعات 9 ایستگاه شاهد مورد استفاده قرار گرفت و مقادیر دبی جریان کمینه بر اساس مدل‌های به دست آمده  و با مقادیر متکی بر ایستگاه‌های شاهد، مقایسه گردید و در نهایت، نتایج نشان دادند که مدل‌های به دست آمده در این منطقه، در سطح معنی داری 99 درصد، قابل قبول می باشند. در نهایت بررسی جریان‌های کمینه و تهیه مدل‌های منطقه ای جریان‌های کمینه، در مقیاس سراسری، برای برنامه ریزی مدیریت آبی کشور و استفاده از سایر خصوصیات مؤثر بر روی جریان‌های کمینه، مانند درصد پوشش گیاهی یا شاخص‌های مربوط به خاک شناسی و کاربری اراضی و در نهایت بررسی اثرات تغییر اقلیم بر جریان‌های کمینه، پیشنهاد می گردد.

منابع و مأخذ:

- اسلامیان، س. زارعی، ع، و ابریشم چی، ا. (1383). برآورد منطقه ای جریان‌های کم رودخانه‌های حوضه آبریز مازندران، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 8 (1): 27-38.

- افشار، ع. (1368). هیدرولوژی مهندسی، انتشارات دانشگاه علم و صنعت، 459 ص.

- فتوحی، اردکانی، ا.(1381). کتاب آموزشی 10  SPSS.(ترجمه)، انتشارات شایگان، 448ص.

- رضا ارقامی، ن. و بزرگ نیا ا، (1370). آمار چندمتغیره کاربردی، انتشارات آستان قدس رضوی.

- سمیعی، م، مهدوی، م. ثقفیان، ب. و محسنی ساروی، م. (1384). آنالیز منطقه ای جریان‌های کم در حوزه‌های آبخیز استان تهران، مجله منابع طبیعی ایران، 58 (1): 51-64.

- Dingman, S.L and  Lawlor, S. C. (1995). Estimating low flow quantiles from drainge basin characteristics in New Hampshire and Vermont, Water Resource Bulletin, Vol. 31(2),pp. 243-2456.

- Giuseppe R and Caporali, E. (2012). Regional estimation of rivers low flow from river basin characteristics . Journal of Hydrology, Vol, pp. 194, 239- 262.

- Rifai, HS, SM. Brock, KB. Ensor, PB. Bedient,(2001). Determination of Low Flow Characteristics for Texas Streams. Water Resources Planning and Management, Vol: 126(5), 310-319.

- Smakhtin, V. U.(2001). Low flow Hydrology : a Review, Journal of Hydrology, 240,pp. 147-186.

- Suresh, C. S. R., G. Kansakar, K. R., Croker., M., Zaidman. (2003). Management of Water Resources and Low Flow Estimation for the Himalayan Basins of Nepal. Journal of Hydrology, Vol, 282, pp.25-35.

- The Task Committee of Low Flows. (1980). Characteristics of low flows, Journal of Hydraulics Division, P: 717-731.

- Vogel, R. M and Kroll , C. N. (1992). Regional Geohydrologic- Geomorphic relationships for the estimation of low flow statistics, Water Resources Research, Vol. 28(9), pp. 2451-2458.

- Yue. P. S, P. C. Yang,  P.C . and Liu. C. W. (2002). Aregional Model of Low Flow for Southern Taivan. Hydrological Processes, pp. 2017-2034.

- Zarrin H, Sharifi F Vafakhah M and Mahdiyan M.(2009). Regional Analysis Low Flow in Karkheh and Karoon Watersheds. of Applied Science, 9(6), pp. 1141-1146.

- Zinanlo, A. O. ( 2003). Low Flow and Duration Curve Analysis Aming at Predicting Runoff fromUngauged Catchments. Thesis submitted for degree of Master Science ( M. Sc), International Institute for Geo- Information Science and Earth Observation (ITC.)