تعیین بهترین روش همگن‌بندی سلسله مراتبی برای تحلیل منطقه ای شاخص جریان پایه در حوزه های آبخیز استان کرمان

فقدان پوشش کامل داده های هیدرولوژی، هیدرولوژیست ها را مجبور به استفاده از روش همگن بندی در تحلیل منطقه ای می کند. در این پژوهش، به منظور انتخاب بهترین روش خوشه بندی سلسله مراتبی در گروه بندی حوضه ها، با استفاده از داده های جریان روزانه رودخانه، جریان پایه و شاخص آن از روش فیلتر رقومی برگشتی دو پارامتره در 43 ایستگاه آب سنجی مربوط به حوضه های درجه چهار استان کرمان، استخراج شد. پارامترهای هیدرولوژیکی و اقلیمی، محاسبه و عوامل فیزیوگرافی در محیط رقومی استخراج شد. با استفاده از روش آزمون تحلیل عاملی از بین 14 پارامتر موثر در شاخص جریان پایه، شش عامل ثابت افت منحنی هیدروگراف، بارش متوسط سالانه، تبخیر و تعرق واقعی، نفوذ پذیری، توپوگرافی (شیب و ارتفاع ) و شماره منحنی، به عنوان عوامل مستقل انتخاب شدند. همگن بندی حوضه ها با استفاده از عوامل مستقل انتخابی به روش های مختلف سلسله مراتبی شامل: نزدیک ترین همسایه، دورترین همسایه، فاصله از مرکز ثقل و روش وارد، انجام شد. سپس روابط منطقه ای به روش رگرسیون خطی، در سطوح معنی داری کمتر از یک درصد برای گروه های همگن تمام روش ها به دست آمد. ارزیابی صحت و کارایی مدل های برآوردی، به روش های آزمون استقلال خطاها، نرمال بودن توزیع خطاها و هم خطی انجام شد. سپس دقت مدل های استخراج شده با استفاده از ایستگاه های شاهد محاسبه و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که دقت مدل های استخراج شده در حوضه های همگن انتخاب شده به روش فاصله از مرکز ثقل به دلیل حداقل خطای برآورد نسبی به میزان 27.137% برای منطقه یک و 36.89% برای منطقه همگن دو، حداقل خطای برآورد استاندارد و ضریب همبستگی بالا، به عنوان بهترین روش همگن بندی سلسله مراتبی برای برآورد منطقه ای شاخص جریان پایه در منطقه پژوهش تشخیص داده شد.

Determination of the Best Hierarchical Clustering Method for Regional Analysis of Base Flow Index in Kerman Province Catchments

The lack of complete coverage of hydrological data forces hydrologists to use the homogenization methods in regional analysis. In this research, in order to choose the best Hierarchical clustering method for regional analysis, base flow and related index were extracted from daily stream flow data using two parameter recursive digital filters in 43 hydrometric stations of the Kerman province. Physiographic, climatic and hydrological parameters were calculated. Using factor analysis of 14 parameters, six factors including: hydrograph recession constant, mean annual precipitation, actual evapotranspiration, permeability, topography (slope and height) and curve number were chosen as the most important independent factors. Hierarchical clustering of catchments using independent factors in different methods including: Nearest neighbor, Furthest neighbor, Centroid clustering and Ward were down. Then the regional equations using linear regression at 1% significant level for each homogeny region were determined. To compare and evaluate the accuracy and efficiency of the models, Independence errors, Colinerity and normal distribution of errors were tested. The results showed that ldquo;Centroid clustering method because of low relative error with the amount of 27.137% for zone A and 36.89% for zone B of homogeneous region, minimum standard error of the estimate and the high correlation coefficient, diagnosed as the best homogeneity method to estimate regional base flow index in the study area.