Evaluating the Seasonality of Monthly Precipition, Discharge and Sediment Yield Using Circular Statistics in some Ardabil Watersheds

Daddeh, Fatemeh and Mostafazadeh, Raoof and Esmali Ouri, Abazar and Ghorbani, Ardavan (2018) Evaluating the Seasonality of Monthly Precipition, Discharge and Sediment Yield Using Circular Statistics in some Ardabil Watersheds. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
فاطمه دادده.pdf

Download (300kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim:Changes in precipitation, discharge and sediment in flood events, causing severe erosion which play an important role in the sedimentation of dam lakes. The seasonality of precipitation, runoff and sediment values were calculated using circular statistics method in 28 rain gauge stations, 40 hydrometric stations and 9 sediment sampling stations during 1981 to 2013. Research method: The available data were analysed using Excel and SPSS softwares. In the next step, sediment-rating curves were extracted to obtain the monthly sediment data. Then, the correlation between the monthly rainfall of stations and the spatial distance were calculated and Correlation Decay Distance (CDD) method was used to determine the spatial correlation and its variations with increasing distance. Then, the values of rainfall, discharge and sediment seasonality index were calculated using Markham's and circular statistics methods. The Mann- Kendall trend test was employed to detect the temporal changes over the study period. As well as the mean time of the maximum values were determined. The difference between the seasonality rainfall values of rainfall, runoff and sediment was defined using graphical methods. Findings: According to the results, it was concluded that the increase in location of rain-gauge stations lead to decrease in the correlation between monthly precipitation values. The lowest decrease in correlation values were observed in the autumn, and the highest decrease in correlation values were determined in the summer season. The results of Markham's seasonality index indicated that the seasonality value of rainfall data was 0.17-0.39, the discharge seasonality was 0.17 to 1, and for sediment data the seasonality index was 0.29 to 0.72. According to the results of the Man-Kendall test, the seasonal variation (SI) values of rainfall, discharge and sediment values had no significant trend over the time in most studied stations. Also, by calculating the seasonal index with Circular Statistics, the value of this index for rainfall data was 0.21 to 1. 53 for discharge data from 0.07 to 1.7 and for sediment data was 0.22 to 1.34. Conclusion: As a concluding remark, the rainfall seasonality index was higher in the low monthly rainfall values, while the seasonality index of runoff and sediment had no relationship with the observed discharge and sediment values.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی فصلی‌بودن تغییرات بارندگی، دبی و رسوب ماهانه با استفاده از روش Circular Statistics در تعدادی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل
Persian Abstract: هدف:تغییرات بارش، دبی و رسوب در وقوع سیل‌ها، ایجاد فرسایش‌های شدید، رسوبگذاری در دریاچه‌ سدها نقش مهمی را ایفا می‌کنند. شاخص فصلی بودن بارش، دبیو رسوب با استفاده از روش Circular Statisticsدر 28 ایستگاه باران‌سنجی، 40 ایستگاه هیدرومتری و 9 ایستگاه رسوب‌سنجی در طول دوره آماری 1360 تا 1392محاسبه و هم‌زمانی وقوع و توزیع بارش، دبی و رسوب در ماه‌های مختلف سالتعیین شد. روش‌شناسی پژوهش:داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهایExcelو SPSSمورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در مرحله بعد اقدام به تهیه منحنی سنجه رسوب بهمنظور به‌دست آوردن داده‌های ماهانه رسوب شد. سپس برای تعیین میزان کاهش همبستگی بین مقادیر بارندگی ماهانه ایستگاه‌ها با افزایش فاصله و نیز تعیین ارتباط شدت کاهش همبستگی و مقادیر بارندگی در استان اردبیل با استفاده از روشCDD(Correlation Decay Distance) تغییرات بارش‌های ایستگاه باران‌سنجی استان اردبیل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. در گام بعدی مقادیر شاخص فصلی‌بودن بارندگی، دبی و رسوب با استفاده از دو روش Markhamو آمار دورانی (Circular Statistics) و هم‌چنین متوسط زمان رویداد محاسبه شد. سپس تغییر در مقادیر شاخص فصلی بودن در طول زمان با استفاده از آزمون من-کندال مورد ارزیابی قرار گرفت. تفاوت میان مقادیر شاخص فصلی‌بودن بارندگی، رواناب و رسوب با استفاده از روش‌های گرافیکی تعیین شد. یافته‌ها:طبق نتایج با افزایش فاصله ایستگاه‌ها میزان همبستگی بین مقادیر بارش کاهش یافت. کم‌ترین کاهش شدت همبستگی (تغییرات کم مقادیر بارندگی با افزایش فاصله ایستگاه‌ها) در فصل پاییز، و بیشترین کاهش شدت بارندگی (تغییرات زیاد مقادیر بارندگی با افزایش فاصله ایستگاه‌ها) در فصل تابستان می‌باشد. نتایج مربوط به محاسبه شاخص فصلی‌بودن به روش Markhamنشان داد که مقدار شاخص فصلی‌بودن داده‌های بارندگی 17/0 تا 39/0، داده‌هایدبی 17/0 تا 1 و برای داده‌های رسوب 29/0 تا 72/0 به‌دست آمد. با توجه به نتایج به‌دست آمده از آزمون من-کندال تغییرات زمانی شاخص فصلی‌بودن (SI) مقادیر بارش، دبی و رسوب مشخص شد که در اکثر ایستگاه‌ها این تغییرات روند معنی داری ندارند. هم‌چنین با محاسبه شاخص فصلی‌بودن به روش آمار دورانی مقدار این شاخص برای داده‌های بارندگی 21/0 تا 53/1 برای داده‌های دبی 07/0 تا 7/1 و برای داده‌های رسوب 22/0 تا 34/1 به‌دست آمد. نتیجه‌گیری:در مجموع میتوان گفت که مقدار شاخص فصلی‌بودنبارش در مقادیر پایین بارش بیشتر است، در حالی که در خصوص دبی و رسوب،ارتباط معنی‌داری بین مقادیر شاخص فصلی‌بودنو میزان دبی و رسوب مشاهداتی در ایستگاهوجود نداشت.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mostafazadeh, RaoofUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Esmali Ouri, AbazarUNSPECIFIED
Ghorbani, ArdavanUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Date Deposited: 24 Jun 2019 04:40
Last Modified: 24 Jun 2019 04:40
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/6942

Actions (login required)

View Item View Item