طبقه بندي زيرحوضه ها بر اساس پارامتر هاي مورفومتريك با استفاده از تحليل هاي خوشه اي در حوضه آبخيز پل دوآب شازند

Sub-Watersheds Classification Based on Morphometric Parameters Using Cluster Analysis in Pol-Doab Shazand Watershed

چكيده آناليز مورفومتريك توصيفي كمّي از ويژگي هاي هندسي حوضه آبخيز را به منظور درك بهتر شرايط مورفولوژيكي فراهم مي كند. اين ويژگي ها در حوضه هاي فاقد آمار مهمترين نقش را در برآوردهاي هيدرولوژي دارند. تعيين و تشخيص شباهت بين زيرحوضه هاي آبخيزِ فاقد آمار، با ويژگي هاي مورفولوژيك مشابه، كمك مي كند كه عمليات حفاظت آب و خاك به عنوان روشي براي اجراي هماهنگ در بين زيرحوضه ها انجام شود. در تحقيق حاضر، تكنيك هاي خوشه بندي چند ميانگيني يا (KCA) و روش سلسله مراتبي يا (HCA) با هدف طبقه بندي 24 زيرحوضه در گروه هاي همگن، در حوضه آبخيز پل دوآب شازند با استفاده از 10 پارامتر مورفومتريك بكار رفتند. بدين منظور بعد از استخراج پارامترهاي مورفومتريك ابتدا اقدام به استاندارد كردن داده ها شد و سپس به منظور تعيين تعداد خوشه هاي بهينه از شاخص ديويس- بولدين استفاده شد. با توجه به اين شاخص تعداد 5 خوشه جهت طبقه بندي نهايي زيرحوضه-ها تعيين گرديد نتايج روش KCA نشان داد كه تعداد اعضاي خوشه هاي 1، 2، 3، 4 و 5 به ترتيب برابر با 3، 7، 3، 7 و 4 زيرحوضه مي باشد. هم چنين نتايج روش HCA نيز نشان داد كه تعداد اعضاي خوشه هاي 1، 2، 3، 4 و 5 به ترتيب برابر با 3، 7، 2، 8 و 4 زير حوضه مي باشد. در نهايت مقايسه نتايج اين دو تكنيك نشان داد كه 23 زيرحوضه (95%) توسط هر دو تكنيك به طور مشترك بيان شده است.

Abstract Morphometric analysis provides a quantitative description of geometric characteristics in a watershed to understand its morphologic conditions. These characteristics play an important role to estimate hydrologic variables in ungauged watersheds. In such watersheds, determination of morphometric similarities among sub-watersheds helps to prioritize soil and water conservation measures. In this study multi-averaging clustering technique or K-means Cluster Analysis (KCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) have been used to classify 24 sub-watersheds in Pol-Doab Shazand watershed using 10 morphometric parameters. After extracting morphometric parameters data were standardized. To determine proper numbers of clusters, Davis-Bouldin Index was used. Considering this index, 5 clusters have been chosen to do final classification of the sub-watersheds. The Results show that number of sub-watersheds based on KCA technique is 3, 7, 3, 7 and 4 for clusters 1, 2, 3, 4 and 5, respectively. The results indicate that number of sub-watersheds based on HCA technique is 3, 7, 2, 8 and 4 for clusters 1, 2, 3, 4 and 5, respectively. Comparison of the results reveals that 23 sub-watersheds (95%) out of 24 can be classified based on both techniques of KCA and HCA.