تجزیه و تحلیل رفتار فصلی رخدادهای سیل و تغییرات زمانی آن در آبخیزهای هیرکانی (مطالعه نمونه: آبخیز‌های حوضه رودخانه گرگانرود)

شناسایی رفتار فصلی وقوع سیل و تغییرات آن در طی زمان در حوزه‌های آبخیز، امکان ادارک بهتر فرآیند‌های وقوع سیل، طرح‌ریزی بهتر پروژه‌های آبی و مدیریت بهتر ریسک سیل را فراهم می‌کند. آمار جهتی یک مبنای مفید برای تعیین معیار‌های تشابه زمان وقوع سیل است و برای تحلیل فصلی بودن زمان وقوع سیل‌ها کاربرد دارد. روش مذکور در مجموعه‌ای از 20 ایستگاه هیدرومتری در حوضه رودخانه گرگانرود واقع در شمال کشور دارای پایه‌ زمانی مشترک 48 ساله، برای تعیین فصلی بودن رویداد‌های سیل و بررسی تغییرات آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو شاخص mdf و r ̅ که به ترتیب بیانگر میانگین زمان وقوع سیل و یکنواختی تاریخ وقوع آن‌ها (درجه‌ی فصلی بودن سیل) است، برای بررسی ویژگی‌ها محاسبه شد. همچنین، به منظور بررسی تغییرات طولانی‌مدت از نظر روز وقوع سیل در طی زمان، کل دوره آماری مشترک داده‌های حداکثر لحظه‌ای به سه دوره‌ی 16 ساله تقسیم شد که به صورت گذشته‌ی دور، گذشته‌ی نزدیک و حال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زمان وقوع عمده سیل‌ها در حوضه رودخانه گرگانرود در دو فصل بهار و تابستان است و حدود 75% ایستگاه‌های هیدرومتری حوضه ، دارای 0.3≤r ̅≤0.7 می‌باشند که نشان‌دهنده‌ی شرایط بینابین است و در واقع نشان می‌دهد زمان وقوع رویداد‌ها به طور متوسط در یک، دو یا سه فصل پراکنده شده‌اند. بررسی تغییرات فصلی سیل در بلند‌مدت نشان می‌دهد که میانگین زمان رویداد سیل در حوضه رودخانه گرگانرود از گذشته تاکنون تغییر معنی‌داری نکرده و فقط درجه فصلی آن دچار تغییر شده است به‌نحوی‌که درجه فصلی بودن سیل از گذشته تاکنون در حال کاهش است. وجود ترکیبی از فرایندهای مختلف تولید سیل از قبیل ذوب برف و بارندگی‌های تابستان یا پاییز، تاثیر توام موقعیت جغرافیایی و اندازه حوزه‌‌های آبخیز می‌تواند دلیل کاهش درجه فصلی سیل در این حوضه باشد. شناسایی رفتار فصلی وقوع سیل و تغییرات آن در طی زمان در حوزه های آبخیز، امکان ادارک بهتر فرآیند های وقوع سیل، طرح ریزی بهتر پروژه های آبی و مدیریت بهتر ریسک سیل را فراهم می کند. آمار جهتی یک مبنای مفید برای تعیین معیار های تشابه زمان وقوع سیل است و برای تحلیل فصلی بودن زمان وقوع سیل ها کاربرد دارد. روش مذکور در مجموعه ای از 20 ایستگاه هیدرومتری در حوضه رودخانه گرگانرود واقع در شمال کشور دارای پایه زمانی مشترک 48 ساله، برای تعیین فصلی بودن رویداد های سیل و بررسی تغییرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو شاخص mdf و  که به ترتیب بیانگر میانگین زمان وقوع سیل و یکنواختی تاریخ وقوع آن ها (درجه ی فصلی بودن سیل) است، برای بررسی ویژگی ها محاسبه شد. همچنین، به منظور بررسی تغییرات طولانی‌مدت از نظر روز وقوع سیل در طی زمان، کل دوره آماری مشترک داده های حداکثر لحظه ای به سه دوره ی 16 ساله تقسیم شد که به صورت گذشته ی دور، گذشته ی نزدیک و حال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زمان وقوع عمده سیل ها در حوضه رودخانه گرگانرود در دو فصل بهار و تابستان است و حدود 75% ایستگاه های هیدرومتری حوضه ، دارای  می باشند که نشان دهنده ی شرایط بینابین است و در واقع نشان می دهد زمان وقوع رویداد ها به طور متوسط در یک، دو یا سه فصل پراکنده شده اند. بررسی تغییرات فصلی سیل در بلند مدت نشان می‌دهد که میانگین زمان رویداد سیل در حوضه رودخانه گرگانرود از گذشته تاکنون تغییر معنی‌داری نکرده و فقط درجه فصلی آن دچار تغییر شده است به‌نحوی‌که درجه فصلی بودن سیل از گذشته تاکنون در حال کاهش است.وجود ترکیبی از فرایندهای مختلف تولید سیل از قبیل ذوب برف و بارندگی های تابستان یا پاییز، تاثیر توام موقعیت جغرافیایی و اندازه حوزه‌ های آبخیز می تواند دلیل کاهش درجه فصلی سیل در این حوضه باشد.

Analysis of seasonal behavior of flood events and their temporal changes for the Hyrcanian watersheds (Pilot study: watersheds of the Gorganrud River Basin, Iran)

Identifying the seasonal behavior of flood events and their changes over time in watersheds provide useful insights for a better understanding of flood processes, planning water projects, and managing flood risks. Directional statistics provide a good basis for determining the similarity between flood occurrence times and is useful for flood seasonality analysis. This method was applied to a set of 20 river gauge stations in the Gorganrud River Basin, located in the North of Iran, with a 48year recording period, to identify the seasonality of flood occurrences as well as their variations. Two indices namely MDF and r which indicate the average time of flood occurrence and the uniformity of their occurrence date during the year (degree of seasonality), were calculated for the maximum instantaneous flow data, respectively. Also, in order to examine longterm changes in flood seasonality, the recording period of the maximum flow data was divided into three 16year intervals representing the distant past, near past, and the present time and then the indices were calculated for each interval. The results show that the average time of flood occurrence in the Gorganrud River Basin is in springs and summers. Also, the majority of the stations (about 75%) have r values between 0.3 and 0.7, which indicates an intermediate degree of seasonality meaning that the time of occurrence of the events spreads over one, two or three seasons. Analysis of longterm changes in flood seasonality shows that the average time of flood events in the Gorganrud River Basin has not changed significantly from the past. The degree of seasonality, however, has decreased compared to the past period. A mixture of different flood generation processes such as snowmelt and summer or fall rainfalls and the combined influence of geographical location and the size of watersheds can be the possible reasons for the reduction in flood seasonality in this basin.