عنوان
توسعه شاخص خشكسالي SPI با بهره‌گيري از توزيع آماري بهينه و تحليل مكاني-زماني خشكسالي در حوضه آبريز زاينده‌رود
نويسنده اصلي
سلماني كردآبادي، نرگس
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
علوم و مهندسي آب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
خشكسالي يكي از مهم‌ترين مخاطرات اقليمي است كه پايش دقيق آن نقش كليدي در مديريت منابع آب دارد. شاخص بارش استاندارد (SPI) به‌عنوان يكي از پركاربردترين شاخص‌هاي هواشناسي، معمولاً با فرض يك توزيع آماري مشخص، به‌ويژه توزيع گاما، محاسبه مي‌شود. با اين حال، تغييرپذيري مكاني و زماني بارش مي‌تواند موجب شود كه اين فرض در همه شرايط اقليمي معتبر نباشد و در نتيجه عدم قطعيت در برآورد شاخص افزايش يابد. در اين پژوهش، با هدف بررسي تأثير انتخاب توزيع آماري و كاهش عدم قطعيت در محاسبه SPI، از رويكرد ميانگين‌گيري بيزين از مدل‌ها (BMA) به‌عنوان يك چارچوب چندتوزيعي استفاده شد. براي اين منظور، داده‌هاي بارش ماهانه 27 ايستگاه در حوضه آبريز زاينده‌رود در مقياس‌هاي زماني مختلف شامل 1، 3، 6، 9، 12 و 24 ماهه مورد تحليل قرار گرفت. هشت توزيع آماري شامل گاما، نرمال، ويبول، پيرسون نوع III، لگ‌نرمال، گامبل، لجستيك و مقادير حدي تعميم‌يافته (GEV) بر داده‌ها برازش داده شدند و عملكرد آن‌ها با استفاده از معيارهاي اطلاعاتي (AIC, BIC) و آزمون‌هاي نيكويي برازش (كلموگروف–اسميرنوف، اندرسون–دارلينگ و كرامر–فون‌مايزس) ارزيابي گرديد. سپس با استفاده از چارچوب BMA، وزن هر توزيع بر اساس عملكرد آن تعيين شده و شاخص تركيبي SPI-BMA محاسبه شد. نتايج نشان داد كه هيچ توزيع آماري واحدي در تمامي ايستگاه‌ها و مقياس‌هاي زماني بهترين عملكرد را ندارد و انتخاب توزيع بهينه به مقياس زماني و ويژگي‌هاي اقليمي منطقه وابسته است. به‌طور كلي، برخي توزيع‌هاي دوپارامتري در مقياس‌هاي كوتاه‌مدت و توزيع‌هاي سه‌پارامتري در مقياس‌هاي بلندمدت عملكرد مناسب‌تري از خود نشان دادند. مقايسه شاخص SPI-BMA با SPI مبتني بر توزيع گاما بيانگر آن بود كه دو روش در بسياري از موارد نتايج مشابهي ارائه مي‌دهند، با اين حال رويكرد چندتوزيعي در برخي ايستگاه‌ها و مقياس‌هاي زماني منجر به تفاوت‌هايي در مقادير شاخص و طبقه‌بندي رخدادهاي خشكسالي، به‌ويژه در سطوح شديد، شده است. همچنين در برخي موارد بهبود نسبي در شاخص‌هاي آماري نظيرRMSE ، R² و ICC مشاهده شد. تحليل مكاني–زماني خشكسالي در حوضه آبريز زاينده‌رود نشان داد كه شدت، مدت و فراواني خشكسالي در بخش‌هاي مختلف حوضه متفاوت بوده و الگوي ناهمگني را نشان مي‌دهد. نتايج آزمون من–كندال و برآورد شيب سن حاكي از وجود روند كاهشي بارش و تشديد شرايط خشكسالي در بخش قابل‌توجهي از ايستگاه‌ها است. در مجموع، يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه استفاده از رويكرد چندتوزيعي مي‌تواند ديد جامع‌تري نسبت به عدم قطعيت موجود در محاسبه شاخص SPI فراهم كرده و در تحليل دقيق‌تر ويژگي‌هاي خشكسالي مؤثر باشد.
شماره ركورد
237588
گرايش رشته تحصيلي
منابع آب
دانشكده
مهندسي كشاورزي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان