برآورد جريان‌هاي ‌كم در نقاط فاقد ا‌‌‌يستگاه هيدرومتري با استفاده از مدل رگرسيوني چند متغيره

Estimation of low flows in un-gauged location using multivariate regression model

محاسبه ويژگي‌هاي جريان كم در طراحي دبي سازه‌هاي انحراف آب، تامين آب نيروگاه‌هاي برق‌آبي، تعيين آستانه كيفيت آب در رودخانه‌ها، برآورد بار مجاز براي دفع فاضلاب، تامين آب شهري و صنعتي بسيار مهم است. تحليل جريان‌هاي كم با تداوم‌ها و دوره بازگشت‌هاي مختلف و استخراج روابط منطقه‌اي حاصل به‌منظور برآورد جريان‌هاي كم در نقاط فاقد ايستگاه هيدرومتري استان گيلان، هدف اصلي اين مقاله است. اين تحقيق در محدوده حوضه‌هاي بالا‌دست استان گيلان با 35 ايستگاه هيدرومتري با آمار دبي روزانه نسبتا طولاني مدت صورت گرفت. پس از انتخاب دوره آماري مشترك و بازسازي داده‌ها، حداقل جريان ايستگاه‌‌ها با تداوم‌هاي 10، 30، 60، 90 و 180 روزه برآورد گرديد. با استفاده از تحليل فراواني و مقايسه توزيع‌هاي مختلف، توزيع آماري لوگ پيرسون تيپ 3 براي تداوم‌هاي بالاي 60 روز و توزيع آماري لوگ نرمال براي تداوم‌هاي كم‌تر از 60 روز، مناسب‌ترين توزيع‌ها تشخيص داده شدند. سپس، جريان‌هاي كم با دوره بازگشت‌هاي دو، پنج، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله محاسبه گرديد. از طرف ديگر با استخراج پارامترهاي موثر بر جريان‌هاي كم و با استفاده از تحليل عاملي و همبستگي مشخصات فيزيكي حوضه با مقادير جريان‌هاي كم، پنج پارامتر مساحت حوضه، متوسط بارش سالانه، شيب حوضه، ارتفاع متوسط و تراكم زهكشي به‌عنوان پارامترهاي مستقل شناخته شدند. سپس به‌وسيله تحليل خوشه‌اي حوضه‌هاي منطقه به دو گروه همگن تقسيم گرديد. پس از تعيين حوضه‌هاي همگن با استفاده از رگرسيون گام به گام، به‌ترتيب مساحت حوضه، بارش متوسط سالانه و شيب حوضه به‌عنوان موثرترين پارامترها در تخمين جريان‌هاي كم شناسايي شدند . با درنظر گرفتن مقادير جريان كم با تداوم و دوره بازگشت‌هاي مختلف، مد‌ل‌هاي رياضي منطقه‌اي چند متغيره برآورد جريان‌هاي كم استخراج شدند.

Calculating low flow characteristics is very important for planning of water diversions; providing water for hydropower, water quality threshold in streams, water supply for cities and industries and estimate of sewerage discharge threshold. The objective of this research is analyzing low flow with different duration and return periods and extracting low flow regional models for locations without hydrometric station. This research was carried out in Gilan province where 35 hydrometric stations with long-term and reliable daily discharge data were selected. Low flows of durations 10, 30, 60, 90 and 180 days were estimated. Using frequency analysis, several statistical distributions were examined and log Parson Type 3 was found the best distribution for flow duration over 60 days and log normal best fitted flow durations shorter than 60 days. Then low flows of different return periods including 2, 5, 10, 25, 50, 100 and 200 year were calculated. Independent factors were identified using factor analysis that included basin area, mean annual rainfall, slope, average elevation, and drainage density. Cluster analysis divided the basins in two homogeneous regions. In each homogeneous region, multivariate regression through step-by-step method determined basin area, mean annual rainfall and slope as independent influential parameters in low flow regional models. Regional models were extracted for low flow with various durations and return periods.