تخمين جريان رودخانه‌اي در حوزه‌هاي بالادست سد مخزني بوكان با استفاده از متغيرهاي اقليمي دما و بارش

Streamflow Estimation for Upstream Watersheds of Boukan Reservoir Dam Using Precipitation and Temperature Climatic Variables

تخمين متغيرهاي هيدرولوژيكي از نظر ايمني سازه‌هاي هيدروليكي و تاسيسات، برنامه‌ريزي و مديريت منابع آب‌هاي سطحي از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشند. جريان رودخانه‌اي يكي از متغيرهاي مهم هيدرولوژيكي است كه اندازه‌گيري آن داراي محدوديت‌هاي مختلفي مي‌باشد. به همين دليل استفاده از مدل‌هاي هيدرولوژيكي با به‌كارگيري متغيرهاي قابل دسترس و اندازه‌گيري آسان مي‌تواند رويكردي مهم و ضروري باشد. اين تحقيق درصدد بررسي امكان استفاده از متغيرهاي اقليمي قابل دسترس (بارش و دما) به‌منظور تخمين دبي در مقياس سالانه و فصلي مي‌باشد. براي انجام اين تحقيق از داده‌هاي بارش، دما و دبي حوزه‌هاي بالادست سد مخزني بوكان به مدت 16 سال بين سال‌هاي آماري 1372 تا 1387 استفاده گرديد. مدل‌هاي رگرسيوني چندمتغيره و گام به گام در مقياس زماني سالانه و فصلي براي هر يك از حوزه‌ها در محيط نرم‌افزار SPSS17 تهيه، و واسنجي و اعتبارسنجي هر يك از مدل‌ها صورت پذيرفت. به منظور ارزيابي مدل‌ها از معيارهاي آماري مجذور ميانگين مربعات خطا، خطاي نسبي و ضريب كارايي استفاده گرديد. بررسي نتايج نشان داد كه اكثر مدل‌هاي تهيه شده در حد قابل قبولي بوده و رگرسيون گام به گام نتايج بهتري نسبت به رگرسيون چندمتغيره ارايه داده است. همچنين محدوده‌ي خطاي نسبي در مقياس سالانه از 96/20 تا 69/44 درصد و در مقياس فصلي از 80/22 تا 11/81 درصد تغيير مي‌كند. تغييرات مجذور ميانگين مربعات خطا در مقياس سالانه از 37/0 تا 37/7 و در مقياس فصلي از 05/0تا 53/7 مي‌باشد و مقدار ضريب كارايي مدل‌هاي تهيه شده نيز در مقياس سالانه از 7/0 تا 94/0 و در مقياس فصلي از 31/0 تا 92/0 متغير مي‌باشد. نسبت تاثيرگذاري بارش روي دبي در فصل تابستان بر خلاف ساير فصول بسيار كم مي‌باشد كه استفاده از مدل سالانه جهت تخمين دبي فصل تابستان نتايج قابل قبولي ارايه نخواهد داد. هم‌چنين با افزايش مساحت حوزه دقت مدل‌ها در تخمين دبي كاهش مي‌يابد.

The hydrological variables estimation is very important for safety of hydraulic structures and facilities, surface water resources management and planning. The streamflow measurement as one of the important hydrological variables has various limitations. For this reason, application of the hydrological models with available and easily measured variables is the important and necessary approach. The aim of this research is the possibility of available climatic variables e.g. precipitation and temperature for seasonal and annual discharge estimation. Data of precipitation, temperature and discharge related to upstream watersheds of Boukan reservoir dam were used for 16 years period during 1993-2007 in this study. Multiple and stepwise regression models were determined in annual and seasonal scales for each watersheds using SPSS 17 software, then calibration and validation of each models were examined. Root mean squared error (RMSE), relative error (RE) and efficiency coefficient (CE) were used for models evaluation. The results showed that the most models performance was very good and stepwise regression has more accurate results than multiple regression. Also, the RE, RMSE and CE range criteria were changed between 20.96 to 44.69 and 22.80 to 81.11 percent, 0.37 to 7.37 and 0.05 to 7.53 m3 s-1 and 0.7 to 0.94 and 0.31 to 0.92 for annual and seasonal scale, respectively. Ratio of precipitation influence on discharge was very low in summer in comparison to other seasons because annual model will not be accurate for estimating discharge in summer.