همگن‌بندي هيدرولوژيكي به روش همبستگي متعارف

Determination of Hydrological Homogeneous Regions using Canonical Correlation Analysis

در اغلب مطالعات هيدرولوژي، تعيين مناطق همگن، براي افزايش دقت تحليل­ ها و پيش­بيني­‌هاي منطق ه­اي ضروري است. با تقسيم منطقه به نواحي همگن، از داده ­هاي ايستگاه­هاي موجود با دقت بيشتري مي­توان در مناطق فاقد داده يا داراي آمار كوتاه مدت در هر منطقه همگن استفاده كرد. روش­هاي مختلفي براي ناحيه­ بندي استفاده مي­شود كه كارايي اين روشها بستگي به شناخت كامل متغيرهاي حوضه و وزن آن­ها دارد. در اين تحقيق قابليت روش همبستگي متعارف، در تعيين ناحيه همگن ايستگاه فاقد آمار مورد ارزيابي قرار گرفت. اين روش با استفاده از رابطه بين زوج متغيرهاي متعارف، علاوه بر شناسايي ناحيه مربوط به ايستگاه فاقد آمار، قادر به بررسي ساختار همبستگي و ارتباط ميان متغيرها مي­باشد. بر پايه نتايج حاصله، ناحيه همگن ايستگاه فاقد آمار بدست آمده، از روش همبستگي متعارف در مقايسه با روش تحليل خوشه ­اي (فواصل ماهالانوبيس)، داراي تعداد ايستگاه­ هاي بيشتري است و همچنين چندك­ هاي سيلاب در ايستگاه فاقد آمار، از RMSE كمتري برخوردار مي‌باشد كه اين امر باعث افزايش طول دوره آماري در تحليل منطقه­ اي سيلاب شده و سبب بالا رفتن اعتمادپذيري مي­گردد. علاوه بر اين، روش CCA نشان داد كه از ميان متغيرهاي حوضه دو متغير مساحت و P24 بيشترين تاثير را بر دو متغير جريان (Q2 و Q100/2) دارند و از اين متغيرها مي‌توان براي مدلسازي‌ متغيرهاي جريان در اين مناطق استفاده نمود.

The main requirement of regional frequency analysis is the homogeneity of the study area. The results of regional frequency analysis will be valid while the study area is homogeneous. Classifying an area into homogeneous regions causes more careful predicting of flood for different return periods at areas with no data or low-recorded length. Numerous methods are used for identifying of the Homogeneous Regions that the efficiency of these methods is dependent on identifying the effective basin variables and their weights. In this study, the canonical correlation analysis method using the pair canonical variables and its relations are able to determine the region of ungaged station. Based on the results, the regional homogeneity of ungaged station obtained by canonical correlation analysis method has more stations and the RMSE of flood estimation in ungauged sites is low in compare the Mahalanobis distance (MD) that it is caused increasing the length of the time record and the reliability in regional frequency analysis. As well as, the canonical correlation analysis method showed that there is an effective correlation between the watershed variables and flow variables and indicated the effectiveness of linear combination for area and p24 on flow variables. These variables can be used to model the flow variables in this area.