تحلیل فراوانی دبی سیلاب براساس شبیه‌سازی مدل بارش‌ـ رواناب و توزیع‌های آماری

تحلیل فراوانی سیلاب روشی برای به‌دست‌آوردن سیلاب طراحی سازه‌های هیدرولیکی در یک رودخانه است. در این روش بزرگی سیل به فراوانی وقوع آن با استفاده از توابع توزیع آماری مرتبط می‌شود. دقت برآورد سیلاب به عواملی چون انتخاب توزیع‌های احتمالاتی مناسب و تخمین پارامترهای آن، دوره‌های آماری در دسترس، خطای معمول در اندازه‌گیری‌ها، و وجود مقادیر پرت بستگی دارد. بزرگی سیل را با روش مدل‌سازی هیدرولوژیک نیز می‌توان شبیه‌سازی کرد. عدم قطعیت ناشی از ساختار مدل‌های هیدرولوژیکی و فرضیات به‌کاررفته در آن‌ها و عدم قطعیت در مقادیر ورودی و پارامترهای مدل‌ها از عواملی است که بر خروجی‌ مدل‌ها تأثیر می‌گذارد. در این تحقیق، تحلیل فراوانی سیل در حوضة تنگ‌راه با استفاده از روش هیدرولوژیک انجام شد و نتایج با روش آماری، با استفاده از داده‌های مشاهداتی، مقایسه گردید. بدین منظور، مقدار میانگین حوضه‌ای بارش طراحی در تداوم و دوره‌های بازگشت مختلف محاسبه شد. سپس، با استفاده از روش مونت کارلو، عدم قطعیت عامل توزیع مکانی و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مدل بارش _‌ رواناب (HMS HEC-) شبیه‌سازی شد. ترکیب‌های مختلفی از عمق و توزیع مکانی بارش و همچنین شرایط رطوبتی خاک، به‌منزلة ورودی مدل، استفاده شد و دبی اوج سیلاب با دوره‌های بازگشت مختلف محاسبه گردید. در روش تحلیل فراوانی آماری سیلاب نیز با استفاده از توزیع‌های احتمالاتی منتخب، براساس آزمون‌ نکویی برازش اندرسون ‌ـ دارلینگ، مقدار دبی اوج سیلاب محاسبه شد. نتایج نشان داد بارش‌های پرت تأثیر فراوانی بر‌ نتایج شبیه‌سازی بارش‌ _ رواناب دارد و میزان این تأثیر با افزایش دورة بازگشت افزایش می‌یابد؛ مثلاً در‌ نتایج شبیه‌سازی با احتمال 50 درصد و بارش با تداوم 6 ساعت و دورة بازگشت 200 سال، پس از حذف مقدار پرت، مقدار سیلاب از‌ 1297 به‌ 338 متر مکعب بر ثانیه کاهش یافت. توزیع مکانی بارش و شرایط رطوبتی پیشین خاک در مقدار سیلاب، به‌ویژه در دوره‌های بازگشت کم، بسیار مؤثر است. نتایج تحلیل فراوانی در اکثر موارد از نتایج مدل‌سازی هیدرولوژیک بیشتر است؛ به‌طوری‌که برای دورة‌ بازگشت 200 سال نتایج مدل‌سازی هیدرولوژیک 4/30 درصد از نتایج تحلیل فراوانی کمتر است. انتخاب نامناسب توزیع‌های آماری در افزایش مقدار اختلاف نقش مهمی دارد.