ارزیابی کارایی روش‌های زمین آماری در برآورد بارندگی در حوزه آبخیز هراز

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی تربیت مدرس، نور، ایران
2 استاد گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی تربیت مدرس، نور، ایران، نویسنده مسئول
چکیده
آگاهی از توزیع زمانی و مکانی بارندگی یکی از مهم‌ترین عوامل در اجرای طرح‌های حفاظت آب و خاک، مهار سیلاب‌ها و مبارزه با خشکسالی و یکی از مهم‌ترین پارامترها برای برنامه‌ریزی منابع آب است. با توجه به تغییر قابل ملاحظه بارندگی از یک سو و کم بودن ایستگاه‌های باران‌سنجی برای ثبت میزان بارندگی از سوی‌ دیگر، ضرورت همبستگی مدل تخمین بارندگی در مکان اجتناب ناپذیر است. در همین راستا، زمین‌ آمار یکی از مهم‌ترین روش‌های برآورد توزیع مکانی بارش می‌باشد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی روش‌های زمین آماری در برآورد مقدار بارندگی سالانه، ماهانه و حداکثر بارش 24 ساعته در حوزه‌آبخیز هراز واقع در استان مازندران و بررسی تغییرات مکانی آن‌ها در محدوده زمانی سال آبی 1356-1355 تا 1393-1392 می‌باشد. در این‌ تحقیق، به‌منظور مقایسه روش‌های زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ، معکوس وزنی فاصله و تابع پایه‌ای شعاعی در تهیه نقشه هم‌باران حوزه آبخیز هراز، از 40 ایستگاه هواشناسی در داخل و اطراف حوزه آبخیز مذکور با طول دوره آماری 38 ساله استفاده شد. برای این منظور با استفاده از روش اعتبارسنجی حذفی، با حذف تک تک ایستگاه‌ها مقادیر بارش آن‌ها تعیین و با مقادیر مشاهده‌ای مقایسه شد. نتایج نشان داد که تابع شعاعی برای بارش سالانه، کریجینگ ساده برای حداکثر بارش 24 ساعته و روش‌های کریجینگ ساده و معمولی، کوکریجینگ، تابع پایه‌ای شعاعی و معکوس وزنی فاصله برای ماه‌های مختلف، مناسب‌ترین روش می‌باشند. ضمناً همبستگی مکانی مقدار بارندگی در مقیاس ماهانه از 6/11 تا 2/99 کیلومتر و در مقیاس سالانه 9/35 کیلومتر و برای حداکثر بارش 24 ساعته 3/21 کیلومتر است. این نتایج می‌تواند به‌منظور طراحی فواصل ایستگاه‌های هواشناسی برای اندازه‌گیری بارندگی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Performance Evaluation of Geostatistics Methods for Rainfall Estimation in Haraz Watershed

نویسندگان English

F. Daechini 1
Mehdi Vafakhah 2
M. Zabihi Silabi 1
چکیده English

Knowing the temporal and spatial distribution of rainfall is one of the most important factors in implementing soil and water conservation, flood control, and drought management projects and one of the most important parameters for water resource planning. Given the significant variation in rainfall on the one hand and the shortage of rain gauge stations to record rainfall, on the other hand, the requirement of correlating the rainfall estimation model to the spatial is inevitable. In this regard, geostatistics is one of the most important methods for estimating the spatial distribution of rainfall. The purpose of this study was to evaluate the geostatistical methods in annual, monthly and maximum 24-h rainfall estimations in the Haraz Watershed in Mazandaran province and to study their spatial variations in the time period of the water year 1976-1977 to 2013-2014. In this research, 40 meteorological stations with 38-year statistical period into and around the mentioned watershed were used to compare the geostatistical methods including Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function in the isohyetal map for the Haraz Watershed. For this purpose, using the cross-validation method, by removing the individual stations, their precipitation values were determined and compared with the observed values. The results showed that radial basis function for annual rainfall and simple Kriging for maximum 24-hour rainfall, and simple and ordinary Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function for different monthly rainfall is the most appropriate method. There is the spatial rainfall dependency on a monthly scale from 11.6 to 99.2 km, annual scale with 35.9 km and maximum 24 hour rainfall with 21.3 km. These results can be used to design distance among meteorological stations for rainfall measurement.

کلیدواژه‌ها English

Geostatistics
interpolation
maximum 24-hour rainfall
isohyetal map
Haraz river