همگن بندی حوضه ها با استفاده از شاخص های هیدرواقلیمی و فیزیکی

مدیریت جامع حوزه آبخیز و تعمیم اطلاعات به حوضه های فاقد آمار، نیازمند درک حوضه های همگن می باشد. شباهت هیدرولوژیکی حوضه ها از رفتار هیدرواقلیمی و فیزیکی حوضه ها منتج می شود. در این تحقیق، برای تشخیص زیرحوضه های همگن هیدرولوژیکی، از شاخص‎های هیدرواقلیمی و فیزیکی استفاده شد. تحلیل عاملی برای کاهش ابعاد متغیرها به طور جداگانه برای شاخص های اقلیمی، هیدرولوژیکی و فیزیکی انجام شد و سرانجام با استفاده از الگوریتم خوشه بندی فازی (FCM) و روش خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA) زیرحوضه های همگن شناسایی شدند. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که از بین شاخص های اقلیمی، شاخص های طول دوره سرد، طول فصل رشد، بیشترین بارش پنج روزه، میانگین دمای بیشینه و شاخص روزهای گرم و از بین شاخص های هیدرولوژیکی، شاخص درصد سطح گروه D هیدرولوژیک و شاخص سیل خیزی به عنوان شاخص های نهایی هیدرواقلیمی انتخاب شدند. همچنین، از بین پارامترهای فیزیکی شاخص های سطح حوضه، کشیدگی حوضه، میانگین طول زهکش ها و کل پستی و بلندی برای گروه بندی زیرحوضه ها انتخاب شدند. مقایسه نتایج روش های FCM و HCA نشان داد که تعداد خوشه های بهینه در دو روش با هم تفاوتی ندارند ولی نتایج طبقه بندی حوضه ها در هر خوشه در دو روش متفاوت است. در استفاده از متغیرهای هیدرواقلیمی شباهت دو روش طبقه بندی در خوشه های یکسان برابر با 25 حوضه و برای متغیرهای فیزیکی برابر با 27 حوضه است. نتایج طبقه بندی حوضه ها به وسیله پارامترهای هیدرواقلیمی در مقایسه با پارامترهای فیزیکی شباهت چندانی ندارد، به طوری که در روش FCM تعداد 17 زیرحوضه و در روش HCA تعداد 19 زیرحوضه، در طبقات مشابه قرار گرفته اند. با توجه به این که هیچ ارجعیتی برای پذیرش نتایج طبقه بندی حوضه ها به وسیله پارامترهای هیدرواقلیمی یا پارامترهای فیزیکی وجود ندارد، بنابراین، از ترکیب پارامترهای نهایی هیدرواقلیمی و فیزیکی برای طبقه بندی استفاده شد. نتایج طبقه‎بندی حوضه ها با ترکیب پارامترهای هیدرواقلیمی و فیزیکی نشان داد که تعداد 33 زیرحوضه از 38 زیرحوضه در هر دو روش FCM و HCA در خوشه های مشابه قرار گرفته اند. همگن بندی زیرحوضه های کرخه بر اساس ترکیبی از متغیرهای فیزیکی و هیدرواقلیمی آشکار کرد که مناطق شمالی در طبقه سه، مناطق مرکزی (از شرق تا غرب) در طبقه دو و مناطق جنوبی حوضه در طبقه یک قرار گرفته اند. به طور ذاتی، این زیرحوضه ها به هم شبیه بوده و از نظر آبخیزداری عملیات مدیریتی و حفاظتی یکسانی را نیز می طلبند.