ترویج و توسعه آبخیزداری
گروه‌بندی آبخیزها براساس خصوصیات فیزیکی و دبی پایه جریان رودخانه با روش‌های مختلف خوشه‌بندی در استان اردبیل
نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشگاه محقق اردبیلی
2 دانشیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی
3 دانشیار گروه آموزشی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی
چکیده
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.
کلیدواژه‌ها
)