تحلیل فراوانی منطقه‌ای جریان حداقل در بخش‌هایی از حوضه آبخیز کارون شمالی در استان چهار محال و بختیاری

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

خشک­سالی هیدرولوژیکی موجب کاهش آب­های سطحی و زیرزمینی می­شود. هدف از پژوهش حاضر تحلیل فراوانی منطقه­­ای جریان حداقل در بخش­هایی از حوزه آبخیز کارون شمالی در استان چهار محال و بختیاری بود. برای این منظور، از اطلاعات 11 ایستگاه هیدرومتری استفاده شد. تعداد 15 ویژگی مختلف فیزیوگرافی، اقلیمی و هیدرولوژیکی حوضه در برآورد جریان حداقل استفاده شدند. در ابتدا ایستگاه­های هیدورمتری با استفاده از روش تجزیه و تحلیل خوشه‏ای به دو گروه همگن تقسیم شدند. سپس با استفاده از روش تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) از بین 15 ویژگی فیزیوگرافی، اقلیمی و هیدرولوژیکی مهم­ترین ویژگی­ها برای هر منطقه انتخاب شد. در نهایت مدل­های برآورد جریان حداقل هر منطقه با استفاده از روش رگرسیون گام به گام در دوره­های بازگشت 2، 10، 25 و 50 ساله توسعه یافتند. نتایج نشان داد که ویژگی‏های مساحت حوضه با بار وزنی 347/0، ضریب کشیدگی با بار وزنی 398/0، طول حوضه با بار وزنی 326/0و ضریب گردی با بار وزنی326/0مهم­ترین ویژ­گی­ها در برآورد جریان حداقل بودند. به طورکلی همه مدل­های رگرسیونی-لگاریتمی در دو منطقه برای تمامی دوره­های بازگشت­ها با ضریب تعیین بیشتر از 96/0 کارایی مناسبی در برآورد جریان حداقل داشتند. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Regional Frequency Analysis of Low Flow in Parts of the Northern Karun River Basin in Chaharmahal and Bakhtiari Province

نویسندگان [English]

  • Afshin Honarbakhsh 1
  • Mahbobeh Chogan 2
  • Rafat Zare Bidaki 3
  • Mehdi Pazhuhesh 3
1 Assoc.Professor, Department of Rangeland and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resource and Earth Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2 M.Sc. Alumni, Department of Rangeland and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resource and Earth Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
3 Assist. Professor, Department of Rangeland and Watershed Engineering, Faculty of Natural Resource and Earth Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Hydrological droughts reduce groundwater and surface water, lakes and rivers. The purpose of the present study was to analyze the minimum regional flow frequency in parts of the northern Karun basin in Chaharmahal and Bakhtiari province. For this purpose, 11 hydrometric stations were used. For the minimum flow estimation, 15 different physiographic, climatic and hydrological features of the basin were used in. At first, hydrometric stations were divided into two homogeneous groups using cluster analysis method. Then, using principal component analysis (PCA), the most important features were selected for each region among the 15 physiographic, climatic and hydrological characteristics. Finally, the models for estimating the minimum flow of each region were developed using stepwise regression method in return periods of 2, 10, 25 and 50 years. The results showed that the characteristics of the basin area with a weight of 0.347, elongation coefficient with a weight of 0.389, a length of the basin with a weight of 0.326 and a coefficient of roundness with a weight of 0.326 were the most important features in the estimation of minimum flow. In general, all regression-logarithmic models in the two regions for all rounds of returns with a coefficient of greater than 0.96 were considered to have a good performance for minimum flow estimation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Armand Basin
  • Hydrological drought
  • Multivariate Regression
  • minimum flow
  • PCA

Aciysbi M. (2004). Drought monitoring in Mashhad using palmer drought index. J. Geogr. Region. Develop., 7, 31-42.

 

Bayazidi M. and Saghafian B. (2011). Regional drought analysis of river flow in southwest regions of the Iran. Iran. J. Watershed Manage. Sci. Eng., 5(14), 37-52 [In Persian].

 

Eslamian S., Ghasemi M. and Gardfaramarzi S. (2012). Calculation and zonation of low flow indexes and determination of hydrological drought periods (case study of Karkheh watershed). J. Agri. Sci. Technol., 16(59), 114.

 

Eslamian S., Zarei A. and Abrishamchi A. (2004). Regional estimation of low flow streams in Mazandaran watershed. J. Agri. Sci. Technol. Nat. Resour., 8(1), 27-38.

 

Kim S. and Lee K. (2010). Regional low flow frequency analysis using Bayesian regression and prediction at ungauged catchment in Korea. KSCE J. Civil Eng., (14)1, 87- 98.

 

Kumar R., Chatterjee C., Kumar S., Lohani, A. K. and Singh R. D. (2003). Development of regional flood frequency relationship using L- moment for Middle Ganga Plains subzone 1(f) of India. Water Resour. Manage., 17(4), 243 – 257.

 

Laha G. and Bloschl G. (2007). A national low flow estimation procedure for Austria. J. Hydrol. Sci., 52(4), 625- 644.

 

Lazaro R., Rodrigo F. and Puigde-bregas J. (2001). Analysis of a 30 – year rainfall record (1967- 1997) in semi – arid SE Spain for implication on vegetation. J. Arid Environ., 48(3), 373- 395.

 

Miller G. T. (1997). Environmental Sciences. Wods worth Pob. Belment. California.

 

Mirza-Hoseini M. and Mohseni-Saravi M. and Zahtabiyan GH (2010). Regional analysis of low flow by hybrid method in Mazandaran Province. J. Irrig. Water Eng., 1, 1-9.

 

Nosrati K. (2012). Regional analysis of hydrological drought in Sefidrood drainage basin using base flow index. J. Range Watershed Management, 65(2), 257-267.

 

Ourda T. B. M. J. and Shu C. (2009). Regional low flow frequency analysis using single and ensemble artificial neural networks. J. Water Resour. Res., 45(11), 148- 162.

 

Rajib M., Ramadas M. and Rao S. (2013). Identification of hydrologic drought triggers from hydroclimatic predictor variables. Water resources research 49, 1-17.

 

Rostam M. (2002). Projection of suspended sedimentation of non-stochastic domains by     comparison of stress and fuzzy clustering methods. Proceedings of the Sixth International River Engineering Seminar, ShahidChamran University of Ahwaz, 8-10 September.

 

Saghafian B. (2006). Estimation of minimum flows in non-statistical domains using multiple regression method. J. Water Watershed 2, 21-34.

 

Samadi-Boroujeni H. and Abrahamid A. S. (2011). Drought consequences and ways of coping with it in Chaharmahal and Bakhtiari province. Second edition. Water Resources Research Center of Shahrekord .512 p.

 

Shamaezadeh M. (2008). Low flow regional analysis in north Karoun Basin. Master's thesis, Faculty of Natural Resources, Isfahan University of Technology.

 

Vafakhah M. and Ayubzadeh A. S. (2000). Identification of effective factors in cognitive drought in order to control them in Salt Lake watershed. First National Conference on Dehydration Control.

 

Vogel R. M. and Kroll C. N. (1992). Regional geohydrologic- geomorphic relationship for the estimation of low flow statistics. Water Resour. Res., 28(9), 2451- 2458.

 

Vogel R. M. and Wilson I. (1996). Probability distribution of annual maximum mean and minimum stream flows in the United States. J. Hydrol. Eng., 1(2), 69 – 76.

 

Young A. R., Round C. E. and Gusterd A. (1999). Spatial variations in the occurrence of low flow events in the UK. Hydrol. Earth Sys. Sci., 4(1), 35 – 45.

 

Yu P. S., Yang T. C. and Liu C. W. (2002). A regional model of low flow for southern Taiwan. Hydrol. Process., 16, 2017- 34.

 

Zare-Chahouki A., Salajegheh A., Mahdavi M., Shahram Khalighi and Asadi S. (2013). Regional flow duration curve in arid regions for ungauged basins (case study: Central Iran). J. Range Watershed Manage., 66 (2), 251-265.