ريسك سيلاب چند متغيره با استفاده از شبكه بيزي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

تغييرات اقليمي منجر¬به افزايش وقايع حدي آب¬و¬هوايي در جهان شده است و طغيان جريان آب از بستر رودخانه¬ها سالانه خسارات زيادي خصوصا به بخش¬هاي كشاورزي، شهري و محيط زيست وارد مي¬كند. بنابراين ريسك سيلاب كه حاصل تعامل بين خطرات، در معرض خطر قرار¬گرفتن و آسيب پذيري است، متاثر از عوامل متعدد هيدرولوژيك، فيزيوگرافي، اقتصادي و اجتماعي خواهد-بود كه هر تلاش براي پيش¬بيني آن را با عدم¬قطعيت روبه¬رو مي¬سازد. در دهه¬هاي اخير استفاده از مدل¬هاي گرافيكي احتمالي به دليل درنظر گرفتن عدم¬قطعيت و ساده¬سازي مسائل پيچيده افزايش يافته است، اما عليرغم افزايش مطالعات آسيب¬پذيري سيلاب، همچنان خلاء در زمينه¬ي تحليل حساسيت و عدم¬قطعيت پيش¬بيني آن وجود دارد. شبكه¬ بيزي تركيبي از تئوري احتمالي بيز و گراف است كه روابط و وابستگي¬هاي مشروط بين مجموعه¬ي متغير¬هاي تصادفي را با يك گراف بدون دور جهت¬دار نشان مي¬دهد و مي¬تواند عدم¬قطعيت پارامتر¬هاي ورودي¬ و ساختار مدل را برآورد نمايد. در اين مطالعه ابتدا يازده پارامتر موثر بر ريسك سيل در حوضه¬ي طالقان¬رود شناسايي و نقشه¬ي پهنه¬بندي مقادير آن¬ها با استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) توليد شده است. نقشه¬ي پهنه¬بندي اين يازده پارامتر كه شامل بارش، ارتفاع، شيب، شاخص نرمال شده¬ي تفاوت پوشش گياهي، شاخص نرمال شده¬ي تفاوت پوشش برف، رطوبت سطحي خاك، تراكم رودخانه، فاصله از رودخانه، تراكم جمعيت و تراكم جاده مي¬باشند، پس از طبقه¬بندي به چهار حالت خيلي¬كم، كم، زياد و خيلي¬زياد به نرم¬افزار GeNIe معرفي شده¬اند. همچنين از پهنه¬ي سيل با دوره-بازگشت صد ساله به عنوان توزيع پيشين گره¬ي ريسك سيل استفاده¬شده¬است. مدل شبكه¬ي بيزي جهت يادگيري ساختاري و پارامتري مورد واسنجي و اعتبار¬سنجي قرار گرفت. نتايج واسنجي نشان دادكه مدل در شناسايي حالت ريسك در سلول¬هايي كه با احتمال بالا داراي ريسك مثبت بوده يا با احتمال پايين داراي ريسك منفي باشند عملكرد بسيار مناسبي دارد. همچنين نتايج اعتبارسنجي نشان داد مدل داراي دقت 0.99 مي¬باشد. پس از آن نقشه¬ي احتمال رسيك سيل در حوضه كه با استفاده از مدل شبكه¬ي بيزي ساخته شده، محاسبه و در سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) پهنه¬بندي شد. نتايج نشان مي¬دهد حدود 21.5 درصد يعني 20085 هكتار از 93958 هكتار اراضي حوضه داراي احتمال ريسك سيل زياد و خيلي زياد است. همچنين نتايج تحليل حساسيت مدل حاكي از اين است كه پارامترهاي تراكم جاده، ارتفاع و تراكم رودخانه بيش¬ترين تاثير را بر توزيع پسين گره¬ي ريسك داشته¬اند.

211825

منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

عليرضا گوهري

مهدي قيصري، سعيد سلطاني كوپايي

سعيد اسلاميان