بررسی تاثیر روش‌های خوشه‌بندی سلسله مراتبی در دقت مدل‌سازی ضریب جریان در حوضه کرخه

برآورد میزان ضریب جریان، که متأثر از عوامل مورفومتری، زمین‌شناسی و هیدرواقلیمی است، همواره یکی از موضوعات مهم در هیدرولوژی بوده، اطلاع از میزان آن، نقش به سزایی در برنامه‌ریزی و مدیریت بهینه منابع آب دارد. همگن‌بندی حوزه‌های آبخیز مناسب‌ترین روش برای تحلیل پارامتر‌های هیدرولوژیکی در غیاب پوشش کامل داده‌های هیدرولوژی است. در این پژوهش، ابتدا با بررسی داده‌های دبی روزانه ایستگاه‌های آب‌سنجی و باران‌سنجی تعداد 22 ایستگاه با آمار مناسب و دوره مشترک آماری، سال‌های آبی 1378-1353 انتخاب شد. همچنین، با استفاده از نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000 و تعیین موقعیت ایستگاه‌ها، محدوده مورد پژوهش مشخص و پارامترهای اولیه حوضه‌ها با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی استخراج شد. ضریب جریان با استفاده از روش جاستین و شاخص جریان پایه به روش فیلتر رقومی برگشتی تک پارامتره، محاسبه شد. واحدهای سنگ‌شناسی با استفاده از نقشه زمین‌شناسی با مقیاس 1:250000 رقومی و بر اساس نظر کارشناسی به دو طبقه عمده نفوذپذیر و نفوذناپذیر تقسیم و مساحت تحت پوشش هر واحد در هر حوضه تعیین شد. تحلیل ‌عاملی از بین 15 پارامتر مؤثر در ضریب جریان انجام و همگن‌بندی حوضه‌ها با استفاده از عوامل مستقل انتخابی به روش‌های مختلف سلسله‌مراتبی شامل: نزدیک‌ترین همسایه، دورترین همسایه، فاصله از میانه، فاصله از مرکز ثقل و روش وارد انجام شد. سپس روابط منطقه‌ای به روش‌ رگرسیون‌‌ خطی، در سطوح معنی‌داری کمتر از یک درصد برای گروه‌های همگن تمام روش‌ها به‌دست آمد. ارزیابی صحت و کارایی مدل‌های برآوردی، به روش‌های آزمون استقلال‌ خطاها، نرمال بودن توزیع خطاها و هم‌‌خطی انجام شد. سپس دقت مدل‌های استخراج شده با استفاده از ایستگاه‌های شاهد محاسبه و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج آزمون تحلیل عاملی نشان داد که کلیه متغیرها در قالب پنج عامل طبقه‌بندی می‌شوند که در مجموع در برگیرنده 85.452 درصد از واریانس داده‌ها می‌باشند. نتایج همگن‌بندی نشان داد که دسته‌بندی حوضه‌ها در روش‌های همگن‌بندی نزدیک‌ترین همسایه، دورترین همسایه، فاصله از مرکز ثقل و فاصله از میانه، تماماً مشابه هم بوده و در دو گروه با اجزاء مشابه دسته‌بندی می‌شوند. ولی در روش وارد، حوضه‌ها به سه منطقه همگن تفکیک شد، نتایج بررسی دقت مدل‌ها نشان داد که دقت مدل‌های استخراج شده در گرو‌ه‌های همگن به روش نزدیک‌ترین همسایه به‌دلیل حداقل درصد خطای نسبی به میزان 25.4 درصد، میانگین مطلق خطا به میزان 7.85 و مجذور میانگین مربعات خطا به میزان 9.62 از سایر روش­ها مناسب‌تر است و به‌عنوان بهترین روش همگن‌بندی برای تحلیل منطقه‌ای ضریب جریان در منطقه پژوهش تشخیص داده شد.