مقايسه روش هاي كريجينگ متعارف و گشتاورهاي خطي احتمال در تحليل فراواني منطقه اي سيلاب در استان مازندران

Comparison Canonical Kriging and Linear moments methods for regional flood frequency analysis in Mazandaran Province

آمار حداكثر دبي لحظه اي سالانه 38 ايستگاه هيدرومتري استان مازندران با حداقل و حداكثر طول آماري 13 و 56 سال و خصوصيات فيزيوگرافي و اقليمي حوزه هاي آبخيز گردآوري شد. در ابتدا، با استفاده از روش كريجينگ متعارف مناطق همگن براساس رويكرد همسايگي هيدرولوژيكي تعيين گرديدند. طراحي فضاي فيزيوگرافي با استفاده از شش متغير فيزيوگرافي موثر بر سيلاب و دو متغير هيدرولوژيكي براساس روش تحليل همبستگي متعارف انجام شد. در تمام دوره هاي بازگشت 10،20،50 و100 سال، مدل گوسي بعنوان بهترين مدل نيم تغييرنما انتخاب گرديد و برآوردهاي منطقه اي با استفاده از تكنيك كريجينگ معمولي در فضاي فيزيوگرافي بدست آمد. در ادامه به منظور بررسي صحت نتايج، از روش گشتاورهاي خطي نيز براي تحليل فراواني منطقه اي سيلاب استفاده شد. در اين روش مناطق همگن براساس الگوريتم خوشه بندي سلسله مراتبي وارد تعيين گرديدند. همگني مناطق بدست آمده از خوشه بندي با استفاده از آزمون هاي همگني و ناهماهنگي بررسي شد. سپس با استفاده از آزمون نكويي برازشZDIST ، توزيع لجستيك تعميم يافته براي هر سه خوشه بعنوان بهترين توزيع منطقه اي انتخاب گرديد و برآوردهاي منطقه اي براساس پارامترهاي توزيع منتخب بدست آمد. در نهايت عملكرد دو روش با استفاده از روش ارزيابي جك نايف و پنج شاخص آماري BIAS، BIASr،RMSE ،RMSEr و NASH بررسي گرديد. براساس شاخص NASH هر دو روش عملكرد مشابه و مطلوبي ارايه مي دهند، اما براساس نتايج ساير شاخص هاي آماري كريجينگ متعارف عملكرد بهتري نسبت به روش گشتاورهاي خطي ارايه مي دهد و با افزايش دوره بازگشت كيفيت برآوردهاي آن بهبود مي يابد، در حالي كه روش گشتاورهاي خطي براي دوره هاي بازگشت كوتاه عملكرد بهتري را ارايه مي دهد.

The physiographical and climatological attributes of basins and maximum annual flood statistics were obtained from 38 hydrometric stations of Mazandaran province with minimum and maximum statistical periods of 13 and 56 years. The first, homogenous regions based on neighborhood approach were determined using canonical kriging method. The Canonical Correlation Analysis was used to design physiographic space using the six physiographic variables affecting the flood and two hydrological variables. The Gaussian model had the best fit to semi-variogram model in 10, 20, 50 and 100 year return periods, and regional estimates obtained using ordinary Kriging technique based on physiography space. The accuracy of results was evaluated using L-moments method for regional flood frequency analysis. In this method, Ward hierarchical clustering has been used to the determination of homogeneous regions. Homogeneity areas were adjusted by using homogenous and discordancy tests. Using goodness-of-fit Z DIST the Generalized Logistic distribution was selected for all clusters as the best regional distribution and regional estimates obtained by parameters selected distribution. Finally, performance methods evaluated using Jack Knife procedure and the five statistical indexes BIAS, BIASr, RMSE, RMSEr and NASH. Both methods give the same and desirable performance based on NASH, however results of other indexes showed that canonical kriging method provide better performance than linear moments. Increasing the return periods will improve the estimation, but the L-moments offers better performance for short return periods.