@article { author = {Mehri, S. and Mostafazadeh, R. and Esmali-Ouri, A. and Ghorbani, A.}, title = {Watershed Grouping Based on Effective Parameters on Base Flow Using Different Clustering Algorithms in Ardabil Province}, journal = {Extension and Development of Watershed Management}, volume = {4}, number = {15}, pages = {31-40}, year = {2017}, publisher = {Watershed Management Society of Iran}, issn = {2645-4777}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Grouping of similar watersheds using clustering methods helps to explain hydrological processes and regional water yields. In the present study, the daily discharge, base flow and Base Flow Index (BFI) and effective parameters including annual rainfall and physiographic characteristics (Area, Mean elevation, main stream length and drainage density) were analyzed using K-means and Hierarchical clustering algorithms over 22 sub-watersheds to determine the homogeneous groups in Ardabil Province. The Davies-Bouldin Index criterion was used to determine the optimal number of clusters over the study area. The base flow amount were separated from daily flow hydrographs by using One-Parameter algorithm through Excel programming. Then, the BFI values were calculated using the ratio of base flow and total amount of runoff. This K-means algorithm aims to find groups (clusters) of similar watersheds from a data set. Firstly, the watersheds were classified based on base flow and BFI and then other variables were used to cluster the studied watersheds. According to the results of K-Means clustering method considering base flow discharge the number of watersheds in first three groups were 4, 3 and 15, respectively. According to the results, the K-Means clustering methods detailed groups of watersheds compared with the Hierarchical method. Watershed grouping based on base flow and base flow index showed that the Arbabkandi and Gilandeh falls into a cluster, and Doostbeiglou, Pole-almas, Samian and Firozabad had similar characteristics. In general the Aladizgeh, Ahmadkandi and Baroogh watersheds had similar hydrologic response in terms of base flow, BFI and other physiographic and land-use related factors and classified into same group. Therefore, the homogeneous watersheds in terms of surface water and base flow variations had similar water yield and ecological flow behavior. Water resources planning and management of watersheds can be considered in homogeneous regions as planning unit.}, keywords = {Homogeneous areas,Watershed grouping,Euclidian distance,Base Flow}, title_fa = {گروه‌بندی آبخیز‌ها براساس خصوصیات فیزیکی و دبی پایه جریان رودخانه با روش‌های مختلف خوشه‌بندی در استان اردبیل}, abstract_fa = {خوشه‌بندی آبخیزهای مشابه از نظر خصوصیات هیدرولوژیک در تفسیر فرآیندهای هیدرولوژیک و تحلیل‌های منطقه‌ای آبدهی ضروری است. در تحقیق حاضر از داده‎های دبی، دبی پایه، شاخص جریان پایه، کاربری موجود در هر حوضه، متوسط بارش سالانه و متغیرهای فیزیکی (مساحت حوضه، متوسط ارتفاع، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی)، و دو تکنیک‌ خوشه‌بندی کلاسیک K-Means و سلسله مراتبی با هدف خوشه‌بندی 22 زیرحوضه در گروه‌های همگن، در استان اردبیل استفاده شده است. ابتدا دبی پایه از هیدروگراف روزانه جریان با روش الگوریتم یک پارامتره و برنامه‌نویسی در نرم‌افزار اکسل تفکیک شد، سپس از نسبت مقدار دبی پایه بر رواناب کل مقدار BFI، محاسبه گردید. در روش خوشه‌بندی K-means گروه‌های مشابه براساس داده‌های هر کدام از حوضه‌ها تعیین می‌گردد. در این تحقیق، پارامترهای دبی جریان، دبی پایه، BFI، درصد مساحت کاربری‌های مختلف، شیب، متوسط ارتفاع حوضه، مساحت، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی و متوسط بارش و تشابه میان عناصر جهت خوشه‌بندی استفاده گردید. سپس به‌منظور تعیین تعداد بهینه خوشه‌ها از شاخص دیویس-بولدین استفاده شد. در ادامه، ابتدا زیرحوضه‌ها براساس دبی پایه سپس BFI و در نهایت براساس سایر متغیرهای فیزیکی خوشه‌بندی شدند. نتایج روش K-Means نشان داد که در خوشه‌بندی براساس متغیر دبی پایه تعداد 4، 3 و 15 حوضه به‌ترتیب در خوشه‌های 1، 2 و 3 قرار گرفتند. در نهایت مقایسه روش چندمیانگینی و سلسله مراتبی نشان داد که گروه‌بندی زیرحوضه‌ها با روش چندمیانگینی با جزییات بیش‌تری صورت گرفته است. هم‌چنین از نظر دبی پایه و شاخص دبی پایه دو زیرحوضه ارباب‌کندی و گیلانده در یک خوشه و حوضه‌های دوست‌بیگلو، پل‌الماس، سامیان و فیروزآباد در یک خوشه قرار گرفته‌اند. به‌طور کلی زیر‌حوضه‌های آلادیزگه، احمدکندی و باروق دارای واکنش هیدرولوژیک مشابه از نظر دبی پایه، BFI و سایر متغیرهای فیزیکی بوده، و در یک گروه قرار می‌گیرند. براساس همگن‌بندی و تعیین حوضه‌های دارای رفتار مشابه از نظر دبی جریان و تغییرات دبی پایه، مناطق همگن دارای خصوصیات مشابه از نظر تحلیل آبدهی، جریان اکولوژیک خواهند بود. برنامه‌ریزی استفاده از آب‌های سطحی و مدیریت آبخیزهای مشابه می‌تواند در مناطق همگن مدنظر قرار گیرند.}, keywords_fa = {مناطق همگن,گروه‌بندی آبخیزها,فاصله اقلیدسی,شاخص دبی پایه}, url = {https://www.wmji.ir/article_696853.html}, eprint = {https://www.wmji.ir/article_696853_12b80786fc4e9d00197da164a64fe1c0.pdf} }