استخراج معادلات منطقه ای مقدار - مدت - فراوانی بارش با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی (مطالعه موردی: استانهای خراسان)

تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارندگی گامی مهم در علم هیدرولوژی بوده که به منظور تخمین رگبارهای طرح در بسیاری از پروژه های مهندسی و طراحی سازه های آبی به کار می روند، به طوری که بتوان برآورد قابل قبولی از بارش های مورد نظر جهت طراحی پروژه های آبی فراهم آورد. همواره کمبود ایستگاه های اندازه گیری، کوتاه بودن طول دوره آماری، وجود داده های پرت و غیر قابل اطمینان، مهمترین مشکلات موجود برای نیل به این هدف بوده است. در این مطالعه به منظور رفع مشکلات مذکور، از تحلیل منطقه ای بارش های کوتاه مدت بر اساس تئوری گشتاورهای خطی استفاده شده است. به طوریکه در این تحلیل به جای استفاده از آمار یک ایستگاه، آمار و ویژگی های مجموعه-ای از ایستگاه های هم رفتار مورد مطالعه قرار می گیرد. در تمامی مراحل تحلیل منطقه ای از جمله تعیین نواحی همگن و هم رفتار، برازش و برآورد پارامترهای توابع توزیع مناسب در هر ناحیه همگن و تعیین معادلات مقدار-مدت-فراوانی بارش های کوتاه مدت از گشتاورهای خطی استفاده شده است. بر این اساس 24 ایستگاه باران سنج ثبات با طول دوره آماری 8 تا 24 سال واقع در استان های خراسان (تحت نظارت وزارت نیرو) با استفاده از تحلیل خوشه ایو بر اساس ویژگی هایی از جمله باران متوسط سالانه، طول و عرض به دو ناحیه تقسیم شده، به طوریکه در ناحیه A، 8 ایستگاه و در ناحیه B، 16 ایستگاه جای گرفت. همگنی نواحی مذکور با استفاده از تئوری گشتاورهای خطی ارزیابی و مورد تایید قرار گرفت. پارامترهای تابع توزیع GEV در هر ایستگاه برآورد شد و معادلات مقدار-مدت و مقدار-فراوانی ناحیه ای به دست آمد. معادلات مذکور ترکیب شدند و در نتیجه روابط ناحیه ای مقدار-مدت-فراوانی در نواحی دو گانه حاصل گردید. معادلات نهایی مذکور تابعی از مدت، فراوانی، و MAP منطقه مورد نظر بوده و با حداکثر خطای 19% در نواحی دو گانه قادر به برآورد مقدار بارش در مدت 5 تا 60 دقیقه و فراوانی 2 تا 100 سال می باشند. تفاوت نتایج با تحلیل های نقطه ای با تابع توزیع احتمال گامبل چشمگیر نبود.