برآورد روند کوانتایل های متغیرهای حداکثر سیلاب سالانه

سابقه و هدف: بررسی روند تغییرات سیلاب حوضه ها در اغلب موارد تنها بر اساس تحلیل روند متغیر دبی اوج سیلاب با استفاده از آزمون های رایج پارامتری و ناپارامتری (رگرسیون خطی معمولی، من-کندال، سن و...) است. در کنار محدودیت های اولیه این روش ها معمولا به برآورد میانگین یا میانه شرطی می پردازند و کوانتایل های مختلف را در نظر نمی گیرند در حالیکه برآورد دامنه مناسبی از کوانتایل های شرطی منجر به درک بسیار مناسبی از الگوی تغییرات می شود. هدف این تحقیق کاربرد روش رگرسیون کوانتایل برای برآورد روند زمانی (کوانتایل های شرطی) متغیرهای دبی اوج، حجم و تداوم سیلاب می باشد که این تحلیل منجر به درک مناسب تری از تغییرات متغیرهای حداکثر سیلاب های سالانه می شود. مواد و روش ها:در گام اول سری زمانی حداکثر سیلاب سالانه ایستگاه هیدرومتری تله زنگ در جنوب غربی ایران با طول دوره آماری 55 سال مدنظر قرار گرفت و سری زمانی دبی اوج، حجم و تداوم حداکثر سیلاب سالانه استخراج گردید. در گام بعدی با استفاده از رگرسیون خطی معمولی تحلیل روند سری های متغیرهای حداکثر سیلاب سالانه انجام شد و کارایی مدل رگرسیون خطی با استفاده از معیارهای دقت برازش، آزمون معنی داری و تحلیل باقیمانده ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس با در نظر گرفتن بازه (95/0-05/0 با گام 01/0) خطوط رگرسیون کوانتایل برای تحلیل روند متغیرهای حداکثر سیلاب سالانه برآورد شد و معیارهای دقت برازش و معنی داری آماری برای این خطوط تعیین گردید. با در نظر گرفتن کوانتایل های منتخب 95/0، 85/0، 75/0، 65/0، 55/0، 45/0، 35/0، 25/0، 15/0 و 05/0 نمودار خطوط رگرسیون کوانتایل برای متغیرهای سیلاب ترسیم شد. یافته ها: نتایج رگرسیون خطی معمولی بیانگر روند مثبت برای متغیرهای سیلاب است اما تحلیل های تکمیلی نشان داد این روش نمی تواند ابزار مناسبی برای تحلیل روند متغیرهای سیلاب در این تحقیق باشد. کاربرد رگرسیون کوانتایل در مقایسه با رگرسیون خطی معمولی منجر به دسترسی به طیف وسیعی از شیب خطوط روند شده است. برای هر سه متغیر مورد بررسی 15% شیب خطوط رگرسیون کوانتایل بیشتر از شیب برآورد شده با روش رگرسیون خطی و در سایر موارد کمتر از ان بوده است. بررسی خطوط رگرسیون کوانتایل نشان می دهد خطوط رگرسیون کوانتایل برای متغیر حجم سیلاب در کوانتایل های کران بالایی و برای متغیرهای دبی اوج و تداوم سیلاب در کوانتایل های کران بالایی و بازه میانی از نظر آماری معنی دار بوده اند و در کران پایینی کوانتایلها تعداد معدودی از رابطه های خطی قابل پذیرش شده اند به طوریکه برای متغیرهای دبی اوج، حجم و تداوم سیلاب به ترتیب 59%، 31% و 73/0 موارد خطوط رگرسیون کوانتایل در سطح 05/0 از نظر آماری معنی دار بوده اند.دقت برازش خطوط رگرسیون کوانتایل در کران بالایی و بازه میانی کوانتایل ها بیشتر از کران پایینی می باشد. نتیجه گیری: کاربرد رگرسیون کوانتایل می تواند بدون تاثیر از محدودیت های روش های متداول تحلیل روند متغیرهای سیلاب منجر به دسترسی به طیف وسیع تری از نتایج کاربردی تحلیل روند شود. همچنین تفاوت مشخصی بین شیب روند متغیرهای سیلاب برای کوانتایل های مختلف (بخصوص کوانتایل های کران بالا) در مقایسه با شیب برآورد شده توسط رگرسیون خطی معمولی وجود دارد بنابراین روش رگرسیون خطی معمولی نمی تواند ابزاری مناسب برای بررسی روند رویدادهای حدی باشد. نتایج نشان می دهد روند متغیرهای حدی سیلاب به مراتب بیشتر از روند برآورد شده با رگرسیون خطی معمولی می باشد و به عبارتی رگرسیون خطی در این تحقیق منجر به کم برآوردی شیب روند افزایشی متغیرهای سیلاب شده است. همچنین تحلیل چند متغیره روند سیلاب با استفاده از رگرسیون کوانتایل مشخص می کند به دلیل وجود روند قابل توجه در شرایط حدی برای هر سه متغیر سیلاب، تغییرات در پتانسیل خطر سیلاب به مراتب بیشتر از نتایج به دست آمده با استفاده از تحلیل تک متغیره می باشد.

کلیدواژه ها:

رگرسیون کوانتایل ، رگرسیون خطی معمولی ، روند ، متغیرهای سیلاب