سیل 100 ساله چیست؟

اکثر مردم شرایط، سیل 100 ساله، طوفان 50 ساله یا سیل 200 ساله را به عنوان توصیف بزرگی از طوفان یا سیل شنیده اند. ما می دانیم که هر چه قبل از وقوع سیل سال قبل بیشتر باشد، تأثیر آن بر سطح رودخانه و هر چیزی که در جلگه رودخانه وجود دارد، بیشتر خواهد بود. همچنین، ما از کلمات 'سیل 100 ساله' می فهمیم که دوره بازگشت سیل 100 سال دارد یا به عبارت دیگر، فقط باید به طور متوسط ​​در هر 100 سال اتفاق می افتد. اما سؤالات باقیمانده این است که "آیا یک سیل 100 ساله ممکن است برای سال بعد هم رخ دهد؟"و" احتمال وقوع آن در هر دوره زمانی معین چقدر است؟ "

تجزیه و تحلیل بسامد یک روش منظم برای استفاده از داده های تاریخی برای ارتباط با بزرگی یک واقعه طبیعی رخ داده (به عنوان مثال سطح رودخانه در 5 فوت بالاتر از مرحله سیل) به احتمال وقوع آن در یک دوره زمانی معین یا با فاصله عود آن فراهم می کند. تجزیه و تحلیل بسامد به طور معمول در مطالعه هیدرولوژی گنجانده شده است. این مقاله مقدمه ای برای تجزیه و تحلیل بسامد است که برای ارزیابی دوره بازگشت بارندگی و در ارتباط با حوادث هیدرولوژیکی مانند طوفان یا سیل از جمله اصطلاحات و مفاهیم اساسی استفاده می شود.

اصطلاحات و تعاریف - دوره بازگشت سیل یا طوفان چیست؟

برای بحث در مورد مفاهیم تحلیل بسامد  که در هیدرولوژی استفاده می شود و برخی از روابط اساسی که ارائه می شود، لازم است با چند اصطلاح مورد استفاده در این مؤلفه هیدرولوژی آشنا شوید. در زیر تعاریفی برای این چند اصطلاح اساسی وجود دارد.

• دوره برگشت (T) - میانگین مدت زمان در سال برای یک رویداد (به عنوان مثال سیل یا سطح رودخانه) که از بزرگی داده شده برابر یا فراتر می رود. به عنوان مثال، اگر سطح رودخانه با دوره بازگشت 50 ساله در یک مکان معین 8 مرحله از سطح سیلاب باشد، این فقط روش دیگری برای گفتن است که باید یک سطح رودخانه 8 فوت بالاتر از مرحله سیل یا بیشتر باشد، در آن مکان رخ می دهد. به طور متوسط ​​فقط هر 50 سال یک بار.
• احتمال وقوع (پ) (واقعه ای با بزرگی مشخص) - احتمال اینکه رویدادی از بزرگی مشخص شده در یک دوره یک ساله مساوی یا فراتر رود.
• احتمال عدم وقوع (q) (از یک واقعه با قدر مشخص) - احتمال اینکه یک رویداد با بزرگی مشخص شده در یک دوره یک ساله مساوی یا بزرگتر نشود.
• احتمال وقوع در طی یک دوره N سال (p_N) - احتمال وقوع یک رویداد با قدر مشخص در یک دوره از N سال که برابر یا بیشتر خواهد شد.
• احتمال عدم وقوع در مدت زمان N سال (q_N) - احتمال اینکه رویدادی با بزرگی مشخص شده طی یک دوره از N سال که مساوی یا بزرگتر نشود.

روابط اساسی

یک رابطه اساسی بین دوره بازگشت سیل (T) و احتمال وقوع (P) وجود دارد. این دو متغیر به طور معکوس با یکدیگر مرتبط هستند. یعنی p = 1 / T و T = 1 / p. به عنوان مثال ، احتمال وقوع طوفان 50 ساله در یک دوره یک ساله 1/50 یا 0.02 است.

احتمال وقوع و احتمال عدم سیر ناشی از این واقعیت است که چیزی یا باید رخ دهد یا رخ ندهد، بنابراین p + q = 1 و pN + qN = 1 است.

از نظریه احتمال اساسی، q_N = q^N. جایگزین کردن معادله مربوطه به صورت:

p: 1 - p_N = (1 - p)^N

این را می توان دوباره مرتب کرد به صورت:

 pN = 1 - (1 - p)^N

محاسبات مثال

سؤال شماره 1: بعد از وقوع سیل 100 ساله، ممکن است یک سیل 100 ساله در سال بعد هم رخ دهد؟

راه حل: جواب مثبت است. سیل 100 ساله دارای دوره بازگشت T = 100 است، بنابراین احتمال وقوع سیل به بزرگی مساوی یا بیشتر در هر دوره یک ساله رخ می دهد p = 1 / T = 1/100 = 0.01 است. بنابراین احتمال 0.01 یا 1 در 100 احتمال وقوع سیل 100 ساله در هر سال معین وجود دارد. محتمل نیست، اما ممکن است. این واقعیت که یک سیل 100 ساله در یک سال رخ داده است، هیچ تاثیری در احتمال وقوع آن در سال آینده ندارد. گرچه این موضوع مشخصا از تغییرات اقلیمی بزرگ مقیاس اثر می پذیرد و باید در آن حیطه مورد بررسی دقیق تر قرار گیرد.

سوال شماره 2: احتمال وقوع سیل رودخانه 50 ساله در 10 سال آینده در هر مکان معین چقدر است؟

راه حل: پاسخ این مورد را می توان با استفاده از آخرین معادله در بخش قبلی، p_N = 1 - (1 - p)^N یافت. از آنجا که ما یک دوره 10 ساله را در نظر می گیریم، N = 10. همچنین برای یک سطح رودخانه 50 ساله، P = 1/50 = 0.02. تعویض معادله: P₁₀ = 1 - (1 - 0.02)¹⁰ = 1 - 0.9810 = 0.183. بنابراین احتمال وقوع سیل 50 ساله رودخانه در یک دوره 10 ساله حدود 18٪ است.

دوره بازگشت برآورد باران از شدت و مدت زمان خاص

سه متغیر بارندگی، شدت (مقدار / ساعت) ، مدت زمان (دقیقه یا ساعت) و فراوانی (دوره بازگشت) به یکدیگر مرتبط هستند. در صورت مشخص شدن هر دو متغیر، سوم ثابت است. نمودارها یا معادلات شدت-مدت-بسامد (IDF) در بسیاری از مناطق ایالات متحده، معمولاً از طریق یک آژانس دولتی در دسترس هستند. ممکن است این مورد برای ناحیه شما محاسبه نشده باشد.

ورود به بخش پروژه جامع هیدرولوژی

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح