برآورد جريان ماهانه در حوضه هاي فاقد آمار با استفاده از پارامترهاي اقليمي و فيزيوگرافي حوضه

سابقه و هدف: برآورد دبي در حوضه هاي آبريز با داده هاي آماري محدود، همواره مورد توجه پژوهش گران خصوصاً در كشور هاي در حال توسعه مي باشد. در بسياري از موارد، داده هاي مشاهداتي دبي يا در دسترس نبوده و يا از لحاظ كيفيت و كميَت كافي نيستند. اين عامل طرح هاي مديريت منابع آب را با مشكل روبه رو مي سازد. بنابراين روش هايي كه به كمك آن ها بتوان ميزان آبدهي رودخانه در حوضه هاي بدون آمار يا داراي آمار ناقص را تخمين زد، از اهميت قابل توجهي برخوردار مي گردد. بدين منظور روش هاي متعددي از جمله مدل هاي آماري، سري هاي زماني و مدل هاي هوشمند توسعه يافته اند كه در اين ميان مي توان به مدل درخت تصميم اشاره كرد كه با توليد قانون هاي ساده، رفتار غير خطي داده ها را مدل سازي مي كند. هدف از اين پژوهش ، ارزيابي روش هاي رگرسيون چند متغيره و مدل درخت تصميم (M5) به منظور برآورد جريان ماهانه در حوضه هاي فاقد آمار استان گلستان مي باشد. مواد و روش ها: در اين پژوهش استان گلستان كه از زيرحوضه هايي متعددي با مشخصات متنوعي برخوردار است به عنوان منطقه مطالعاتي در نظر گرفته شد. پس از استخراج مشخصات فيزيوگرافي حوضه هاي آبريز، ميانگين ماهانه پارامترهاي اقليمي دما و بارش نيز پس از درون يابي در محيط GIS براي هر يك از زير حوضه ها و در هر يك از ماه هاي سال هاي 1390-1363 برآورد گرديدند. پارامترهاي اقليمي (متوسط بارش و دماي ماهانه) و مشخصات فيزيوگرافي (12پارامتر) به عنوان متغير مستقل وارد مدل رگرسيون چند متغيره و رگرسيون درختيM5 شدند. معيار ارزيابي در اين پژوهش، ريشه دوم ميانگين مربعات خطا (RMSE)، ضريب تعيين (R2) و ميانگين خطاي اريب (MBE) مي باشد. يافته ها: با توجه به نتايج به دست آمده از مدل رگرسيون چند متغيره و مدل درخت تصميم، برآورد جريان در ماه هاي پربارش سال نسبت به ماه هاي كم بارش از دقت بالاتري برخوردار است بطوري كه در روش رگرسيون درختي بهترين برآورد جريان رودخانه در ماه اسفند با ضريب تعيين برابر 864/0، ريشه ميانگين مربعات خطاي برابر 002/1 و ميانگين خطاي اريب برابر 026/0به دست آمد و كم دقت ترين برآورد جريان مربوط به ماه مرداد با ضريب تعيين برابر 326/0، ريشه ميانگين مربعات خطا برابر 635/0 و ميانگين خطاي اريب برابر با 000/0 محاسبه گرديد. هم چنين در روش رگرسيون چند متغيره نيز ماه اسفند با ضريب تعيين 522/0، ريشه ميانگين مربعات خطا 043/2 و ميانگين خطاي اريب 153/0 بهترين حالت از جريان ماهانه را برآورد نمود و پايين ترين دقت حاصل از اين روش به ماه مرداد با ضريب تعيين 103/0، ريشه ميانگين مربعات خطا 979/1 و ميانگين خطاي اريب برابر 020/0 اختصاص پيدا ميكند. با توجه به محاسبات مدل درخت تصميم نسبت به رگرسيون چند متغيره در تمام ماههاي سال نتايج بهتري داشته است. نتيجه گيري: نتايج اين پژوهش حاكي از آن است كه تخمين دبي ماهانه در ماه هاي پر بارش سال به كمك مدل هاي رگرسيون چند متغيره و رگرسيون درختي M5 امكان پذير است اما در ماه هاي خشك سال به دليل رگباري بودن و پراكندگي زياد بارش در سطح حوضه و خطا در پهنه بندي و درون يابي بارش نتايج خوبي به دست نمي آيد. نتايج ارزيابي ها نشان داد كه مدل درخت تصميم داراي دقت بالاتر از مدل رگرسيون چند متغيره براي تخمين دبي رودخانه مي باشد. زيرا اين روش داراي بيش ترين دقت و كمترين خطا بود. با توجه به معيارهاي ارزيابي مدل درخت تصميم براي ماه هاي پرباران داراي ضريب همبستگي بيشتري نسبت به ماه هاي كم باران مي باشد.