منطقه ای کردن حوضه های آبریز استان مازندران با استفاده از تحلیل خوشه ای فازی

یکی از روش های تخمین چندک های سیلاب در حوضه های فاقد آمار، استفاده از روش تحلیل فراوانی منطقه ای است. در روش های رایج منطقه ای کردن، براساس خصوصیات حوضه آبریز مانند خصوصیات فیزیوگرافی حوزه، موقعیت جغرافیایی و آمار سیلاب در هر ایستگاه، مناطق همگن هیدرولوژیکی ایجاد می شوند. البته اکثر حوضه های آبریز ممکن است، شباهت اندکی با سایر حوضه های آن منطقه داشته باشند. بنابراین، یک حوضه آبریز نمی تواند کاملاً به یک گروه اختصاص یابد. الگوریتم خوشه بندی فازی به یک حوضه آبریز اجازه می دهد تا عضوی از تمامی مناطق (گروه ها) باشد. در این تحقیق، توانایی الگوریتم خوشه بندی فازی برای منطقه ای کردن حوضه های آبریز استان مازندران مورد بررسی قرار گرفته شده است و برای بهبود همگنی مناطقی که با این الگوریتم خوشه بندی شده و از لحاظ آماری همگن نیستند، راهکارهای مناسبی ارائه شده است. همچنین کارآیی هفت شاخص ارزیابی خوشه بندی فازی (ضریب افراز، آنتروپی افراز، درجه فازی بودن، آنتروپی طبقه بندی نرمال شده، فوکویاما-سوگنو، زی و بنی و وون) در تعیین تعداد خوشه بهینه نشان داده شده است. نتایج نشان داد که دو شاخص زی و بنی و وون کارآیی بهتری نسبت به شاخص های دیگر در تعیین تعداد خوشه بهینه دارند. سپس همگنی هر یک از مناطق بدست آمده از الگوریتم خوشه بندی فازی توسط آماره نا همگنی هاسکینگ و والیس ارزیابی شد. با ترکیب دو خوشه فازی، مناطق همگن هیدرولوژیک حاصل شدند. سپس آماره zdist برای ایستگاه های هر یک از سه منطقه همگن هیدرولوژیک، با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن برای توزیع های 3 پارامتری محاسبه شد و توزیع لجستیک تعمیم یافته به عنوان بهترین توزیع منطقه ای با پارامترهای مختلف معرفی گردید. پارامترهای این توزیع بوسیله روش گشتاورهای خطی محاسبه شد، سپس سیلاب با دوره بازگشت های مختلف در هریک از ایستگاه ها با استفاده از روابط منطقه ای برآورد گردید. با توجه به نتایج این تحقیق، می توان از خوشه بندی فازی برای دستیابی به مناطق همگن هیدرولوژیک در نقاط دیگر کشور استفاده نمود.