پديد آورندگان :
كاظمي، رحيم سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري، تهران , پرهمت، جهانگير سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري، تهران , شريفي، فرود سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري، تهران
كليدواژه :
برآورد , تفكيك هيدروگراف جريان , شاخص جريان پايه , شاخص منحني تداوم جريان
چكيده فارسي :
سابقه و هدف : شناخت و درك رابطه بين مولفه‌هاي مختلف حوضه مي‌تواند به بهبود و توسعه پيش‌بيني‌ها در حوضه‌هاي فاقد آمار كمك كند. مقدار واقعي جريان پايه نامشخص است و نظر به اينكه منحني تداوم جريان با استفاده از داده‌هاي مشاهداتي تهيه مي‌شود، لذا شناخت و تحليل روابط بين شاخص‌هاي منحني تداوم جريان با شاخص جريان پايه منجر به دست‌يابي به اطلاعاتي براي استفاده بهينه از شاخص‌هاي منحني تداوم جريان به‌عنوان پارامتر برآورد كننده شاخص جريان پايه، خواهد شد. هدف از اين پژوهش، بررسي و شناخت رابطه شاخص جريان پايه با شاخص‌هاي منحني تداوم جريان در اقاليم مختلف كشور ايران مي‌باشد.
مواد و روش‌ها: ابتدا با تهيه نقشه اقليم كشور و تقاطع آن با مرز حوزه‌هاي آبخيز رتبه چهار، حوضه‌هاي واقع در هر منطقه اقليمي تفكيك شد. سپس تعداد حداقل سي ايستگاه با آمار مناسب و دوره مشترك آماري سال‌هاي1355-1390در هر منطقه اقليمي انتخاب شد. منحني تداوم جريان با استفاده از داده‌هاي دبي روزانه بلند‌مدت، ترسيم و شاخص‌هاي,Q2, Q5,Q10, Q15,Q20,Q50,Q75,Q90 استخراج شد. شاخص آخرين نقطه عطف منحني تداوم جريان(QFinal) در محل شيب صفر منحني با استفاده از كد‌نويسي در محيط متلب، استخراج شد. سپس شاخص جريان پايه با استفاده از الگوريتم فيلتر رقومي برگشتي تك پارامتره با استفاده از داده‌هاي دبي روزانه بلند مدت محاسبه شد. سرانجام روابط رگرسيوني بين شاخص‌هاي منحني و ميانگين سالانه شاخص جريان پايه در مناطق مختلف اقليمي استخراج و تحليل شد.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين همبستگي بين شاخص‌هاي منحني تداوم جريان با شاخص جريان پايه در حوضه‌هاي منطقه بسيار‌مرطوب با ضريب تبيين 0/84 مربوط به شاخص‌هاي دوره پرآبي منحني است ولي در دو منطقه مرطوب و نيمه‌مرطوب، بيشترين همبستگي مربوط به شاخص دوره كم‌آبي با ضريب تبيين 0/63 و 0/69 است. بيشترين ضريب تبيين بين شاخص منحني در نقطه شيب صفر با شاخص جريان پايه، مربوط به منطقه بسيار‌مرطوب به ميزان 0/85 است. در جمع‌بندي كلي نتايج قابل ذكر است كه روابط همبستگي بين شاخص-هاي بخش انتهايي منحني تداوم جريان با ميانگين سالانه شاخص جريان پايه، در حوضه‌هاي اقاليم مرطوب، نيمه‌مرطوب، مديترانه‌اي و نيمه‌خشك، يك رابطه قوي و قابل توصيه براي مقاصد تحليل منطقه‌اي و پيش‌بيني و برآورد مي‌باشد. ولي در حوضه‌هاي منطقه خشك اين رابطه داراي استثناء است و شاخص‌هاي بخش پرآبي منحني اين نقش را به عهده دارند. در حوضه‌هاي منطقه بسيار‌مرطوب، ضريب تبيين كليه شاخص‌هاي منحني تداوم جريان با شاخص جريان پايه، قابل اعتماد و استفاده است.
نتيجه‌‌گيري: در جمع‌بندي كلي نتايج، قابل ذكر است كه روابط همبستگي بين شاخص‌هاي بخش انتهايي و موسوم به كم آبي منحني تداوم جريان با ميانگين سالانه شاخص جريان پايه، در حوضه‌هاي اقاليم مرطوب، نيمه‌مرطوب، مديترانه‌اي و نيمه‌خشك، يك رابطه قوي و قابل اعتماد و توصيه براي تحليل منطقه‌اي و پيش‌بيني و برآورد مي‌باشد. ولي در حوضه‌هاي منطقه خشك اين رابطه داراي استثناء است و شاخص‌هاي بخش پرآبي منحني، اين نقش را به عهده دارند، و بيشترين همبستگي را به خود اختصاص داده‌اند. در حوضه‌هاي واقع در منطقه بسيار‌مرطوب نيز ضريب تبيين كليه شاخص‌ها با شاخص جريان پايه داراي قابليت اعتماد و استفاده است. نتايج كلي در حوضه‌هاي تمامي مناطق اقليمي، پارامتر شاخص‌هاي منحني تداوم جريان را به‌عنوان پارامتر قابل اعتماد و پيش‌بيني كننده شاخص جريان پايه، نشان مي‌دهد.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Recognizing and understanding the relationship between the different components of the catchments can help improvement and development of predictions in ungagged catchments. The true value of the base flow is unclear, and since the flow duration curve (FDC) is generated using observational data, therefore recognizing and analyzing the relationships between FDC and the base flow index (BFI) leads to achieving information for optimal use of FDC indices as the estimating parameter of BFI. The purpose of this study is to investigate and identify the relationship between BFI and FDC indices in catchments of different climates of Iran.
Materials and Methods: First, by preparing the climate map of the country and its intersection with the border of the 4th order of watersheds, the catchments located in each climatic zone were separated. Then, at least 30 stations with appropriate statistics and the common period of 1976-2011 were selected in each climatic zone. The FDC was prepared using long-term daily stream flow data, and indices of, Q2, Q5, Q10, Q15, Q20, Q50, Q75, Q90, extracted. The index of the last inflection point of FDC at the zero slope of FDC was extracted using coding in MATLAB. Then BFI was calculated using one parameter recursive digital filtering algorithm and using long-term daily stream flow data. Finally, regression relationships between the average annual FDC indices and BFI in different climatic zones were computed and analyzed.
Results: The results showed that the highest correlation between FDC and BFI in catchments of very humid region with a coefficient of determination of 0.84 was related to first part of FDC, but in both humid and semi-humid regions, the highest correlation were related to the last part of FDC with 0.63 and 0.69 coefficient of determination. The highest coefficient of determination (0.85) between FDC index at the zero slope point (QFinal) and the BFI were related to the catchments of very humid region. Correlation between end-of of FDC indices with BFI in catchments of humid, semi-humid, Mediterranean and semi-arid climate zones were strong relation and could be recommended for regional analysis, forecasting and estimation purposes in ungauged catchment. However, in the catchments of the arid region, this relationship was exceptional, and indices of first part of FDC play this role. In very humid region, the coefficient of determination of FDC indices with BFI was reliable and usable.
Conclusion: In overall conclusion, it is noteworthy that the correlation between the endpoint FDC indices with the average annual BFI in the humid, semi-humid, Mediterranean and semi-arid climate zones were strong, reliable and recommended for regional analysis, forecasting and estimation in ungagged catchments. However, in the catchments of the arid region, this relationship was exceptional, and first part of FDC indices play this role, and have the highest correlation. In catchments located in very humid region, the coefficient of determination of all indices with the BFI has the ability to be trusted and used. The overall results in the catchments of all climatic zones show FDC indices as a reliable and predictive parameter of BFI.
