خلاصه
رویدادهای مرکب زمانی اتفاق می‌افتند که چندین محرک یا خطر در یک منطقه یا در مقیاس زمانی یکسان اتفاق می‌افتد و از این رو تأثیرات آنها را تقویت می‌کند. رویدادهای مرکب می توانند خسارت اقتصادی زیادی ایجاد کنند یا جان انسان ها را به خطر بیندازند. بنابراین، درک بهتر ویژگی های این رویدادها به منظور حفاظت از جان انسان ها مورد نیاز است. این مطالعه به بررسی محرک ها و ویژگی های سیل در اروپا و آمریکای شمالی از دیدگاه رویداد مرکب می پردازد. بیش از ۱۰۰ حوضه در سراسر اروپا و آمریکای شمالی به عنوان نمونه های مطالعه موردی به منظور بررسی ویژگی های سیل در یک دوره ۱۹۷۹-۲۰۱۹ انتخاب شدند. دمای هوا، بارش، ضخامت برف، معادل آب مایع برف، سرعت باد، فشار بخار و رطوبت خاک به عنوان محرک‌های بالقوه استفاده شد. حداکثر سیل سالانه به چند نوع سیل طبقه بندی شد. انواع سیل از پیش تعریف شده عبارتند از سیلاب های ذوب برف، سیلاب های باران بر برف، سیلاب های بارشی کوتاه و سیلاب های بارشی طولانی که بیشتر به دو دسته فرعی (یعنی شرایط اولیه مرطوب و خشک) طبقه بندی شدند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که غالباً سیلاب‌های ذوب برف در حوضه‌های منتخب، به‌ویژه در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، نوع غالب سیل بودند. علاوه بر این، سیلاب های مربوط به برف برای حوضه های آبریز ارتفاع بالا در مقایسه با حوضه های با ارتفاع کم و متوسط کمی کمتر بود. این مناطق مرتفع اغلب باران های شدید تابستانی را تجربه می کنند که بیشترین دبی سالانه را ایجاد می کند. از سوی دیگر، سیل‌های ناشی از ذوب برف، نوع سیل غالب برای حوضه‌های آبریز ارتفاع پایین‌تر بودند. علاوه بر این، شرایط اولیه مرطوب بیشتر از شرایط اولیه خشک بود، که نشان دهنده اهمیت رطوبت خاک برای تولید سیل است. از این رو، این یافته ها می تواند برای مدیریت ریسک سیل و مدل سازی استفاده شود.
کلید واژه ها:
سیل ؛ رویدادهای مرکب ؛ انواع سیل ; بارش ; ویژگی های حوضه آبریز
۱٫ معرفی
سیل یک خطر طبیعی است که می تواند خسارات اقتصادی زیادی ایجاد کند و جان انسان ها را به خطر بیندازد [ ۱ ، ۲ ، ۳ ]. به منظور حفاظت از جان و مال انسان ها، به سیستم های هشدار اولیه موثر یا مدیریت جامع خطر سیل نیاز است. به منظور اجرای اقدامات مدیریت ریسک سیل مانند زیرساخت های هیبریدی حفاظت از سیل، درک مکانیسم های سیل در مقیاس های مختلف فضایی، اقلیم، ارتفاعات و سایر ویژگی های مرتبط با حوضه آبریز مورد نیاز است [ ۱ ]. این همچنین در مورد سیلاب های مربوط به ذوب برف [ ۲ ، ۳ ]، که تمرکز این مطالعه است، صدق می کند.
پوشش برف و ذوب برف می تواند به طرق مختلف بر وقوع سیل تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، ترکیبی از ذوب برف و بارش شدید با دمای هوای بالاتر می تواند به اصطلاح سیلاب باران بر برف ایجاد کند که می تواند به دلیل اثر ترکیبی خسارات قابل توجهی در سیل ایجاد کند. در سال های اخیر توجه ویژه ای به رویدادهای ترکیبی مختلف شده است. تعاریف و گونه‌شناسی رویدادهای ترکیبی اخیراً توسط Zscheischler و همکاران ارائه شده است. (۲۰۲۰) [ ۱ ]. با توجه به Zscheischler و همکاران. (۲۰۲۰) [ ۱]، رویدادهای مرکب را می توان به چهار نوع اصلی، یعنی رویدادهای پیش شرطی، رویدادهای چند متغیره، رویدادهای ترکیبی زمانی و رویدادهای ترکیبی مکانی طبقه بندی کرد. رویدادهای از پیش شرطی شده خطراتی هستند که توسط یک شرایط از پیش موجود ایجاد شده یا تشدید می شوند، مانند مورد سیلاب باران بر برف [ ۲ ، ۳ ]. رویدادهای چند متغیره توسط عوامل متعدد و/یا خطرات رخ داده در یک منطقه جغرافیایی در یک مرز زمانی ایجاد می‌شوند، مانند ترکیبی از سیل‌های رودخانه‌ای و ساحلی یا ترکیبی از خشکسالی و امواج گرما [ ۴ ، ۵ ]. رویدادهای مرکب موقت، دنباله ای از خطرات هستند که در یک منطقه محدود فضایی رخ می دهند، مانند مجموعه ای از طوفان های بزرگ باران که باعث سیل می شوند [ ۶ ، ۷ ],۸]. Spatially compounding events experience single or multiple hazards within a given time period [9,10], such as the large floods that occurred in Germany, Belgium and the Netherlands in 2021 [11].
This study focuses on compound events, where snowmelt is one of the driving forces of flooding. These type of events occur most frequently in northern regions in the northern hemisphere and conversely in the southern hemisphere, and in alpine areas [3,12,13]. این نوع خطر زمانی که عمق برف در طول زمستان افزایش می‌یابد و سپس در نتیجه افزایش ناگهانی دما یا رویداد بارش به سرعت ذوب می‌شود، به یک تهدید بالقوه برای جامعه تبدیل می‌شود. ذوب قابل توجه برف می تواند خاک را اشباع کند و در نتیجه منجر به رواناب بیش از حد سطحی شود که می تواند باعث سیل شود، به ویژه در مواردی که زمین یخ زده است. بسیاری از رودخانه ها در سراسر جهان هر ساله با این نوع سیل مواجه می شوند. اگر همزمان با ذوب شدن برف باران ببارد، سیل شدیدتر می تواند رخ دهد که به عنوان سیل باران بر برف شناخته می شود [ ۲ ، ۳ ]]. مطالعات زیادی انجام نشده است که بر بررسی ویژگی‌های سیلاب‌های باران بر برف در مقیاس‌های فضایی بزرگ متمرکز باشد. بیشتر مطالعات با تمرکز بر مقیاس های فضایی کوچکتر انجام شده است. برای مثال، سیکورسکا و همکاران. (۲۰۱۵) [ ۱۴ ] متداول ترین انواع سیل در سوئیس را به شش دسته طبقه بندی کرد: ذوب برف، باران روی برف، فلش، ذوب یخچال های طبیعی، بارش کوتاه و سیلاب های با بارش طولانی. سیلاب ها با استفاده از درخت تصمیم و روش فازی [ ۱۴ ] طبقه بندی شدند. این مطالعه نشان داد که انواع سیل های غالب در سوئیس سیلاب های با بارش طولانی و سیلاب های کوتاه بارندگی هستند. محرک های بالقوه رویدادهای سیل نیز توسط Merz و Blöschl (2003) [ ۱۵ ] مورد بررسی قرار گرفت.]، که سیل در اتریش را بررسی کرد. آنها دریافتند که تفاوت های منطقه ای قابل توجهی بین مناطق مختلف آب و هوایی و زمینی در اتریش وجود دارد. علاوه بر این، آنها فصلی بودن سیل را نیز تجزیه و تحلیل کردند که نشان‌دهنده زمانی از سال است که حوضه‌های آبریز بیشتر در معرض سیل قرار می‌گیرند. علاوه بر این، نویسندگان گزارش کردند که رویدادهای بارندگی طولانی مدت عامل اصلی سیل در اتریش هستند. اخیراً Berghuijs و همکاران. (۲۰۱۹) [ ۱۶] عوامل بالقوه شدیدترین سیل در سراسر اروپا را بررسی کرد. محرک های اصلی در نظر گرفته شده ذوب برف، بارش شدید و رطوبت پیشین بالای خاک بودند. بارش شدید (یعنی حداکثر تخلیه سالانه نتیجه بزرگترین رویداد بارش است) کمترین محرک در ایجاد سیل در اروپا است. از سوی دیگر، این مکانیسم در مناطق کوهستانی آلپ و کارپات بارزترین بود. علاوه بر این، ذوب برف دومین مکانیسم مهم تولید سیل در اروپا بود که این عامل در اروپای شرقی و اسکاندیناوی غالب بود. با این حال، [ ۱۶ ] نشان داد که مهمترین مکانیسم تولید سیل در سراسر اروپا، رطوبت پیشین بالا بود. لازم به ذکر است که [ ۱۶] در درجه اول بر تاریخ سیل متمرکز شد و هیدروگراف کامل سیل را در نظر نگرفت.
هنوز سؤالات باز زیادی وجود دارد که باید برای بهبود درک و پیش‌بینی سیلاب‌ها مطرح شود، مثلاً ویژگی‌های فصلی رویدادهای مرتبط با برف، عوامل اقلیمی که محرک‌های اصلی سیل هستند و غیره. بنابراین، هدف اصلی این است. این مقاله برای طبقه‌بندی سیل‌ها به دسته‌های مختلف با توجه به علل آن و شناسایی انواع سیل‌ها در بخش‌های مختلف اروپا و آمریکای شمالی است. علاوه بر این، این مطالعه همچنین بر تجزیه و تحلیل روابط بین انواع سیل و ارتفاع، منطقه آب و هوا، و حوزه حوضه تمرکز دارد.
۲٫ داده ها
این تحقیق شامل ۱۰۷ حوضه آبریز در سراسر اروپا و آمریکای شمالی است. حوضه های انتخاب شده به ترتیب در شکل ۱ و شکل ۲ برای آمریکای شمالی و اروپا نشان داده شده است. فهرست تفصیلی حوضه های منتخب با ویژگی های اصلی آنها در مکمل تهیه شده (جدول S1) بر اساس برازدا (۲۰۲۱) ارائه شده است [ ۱۷ ]]. این ۱۰۷ حوضه به صورت دستی برای گنجاندن حوضه های آبریز در مناطق مختلف آب و هوایی، ارتفاعات و غیره و با کامل ترین مجموعه داده های دبی انتخاب شدند. تمرکز این مطالعه اروپا و آمریکای شمالی بود و حوضه های آبریز واقع بین ۴۰ درجه و ۷۰ درجه عرض جغرافیایی انتخاب شدند. از این رو، همه این حوضه های آبریز در عرض های جغرافیایی میانی قرار دارند، به این معنی که هر چهار فصل (پاییز، زمستان، بهار، تابستان) ویژگی های آب و هوایی را مشخص می کنند. علاوه بر این، حوضه های تو در تو در نظر گرفته نشد. از این رو، ایده این بود که توزیع تقریباً یکنواخت حوضه های آبریز در این دو قاره بر اساس محدودیت های فوق و در دسترس بودن داده های دبی داشته باشیم. برای همه حوضه های آبریز، نمونه AM به منظور تشخیص تغییرات قابل توجه احتمالی در اندازه نمونه به دلیل تاثیر انسانی (به عنوان مثال، ساخت سد) به صورت بصری بررسی شد.
داده های دبی روزانه برای حوضه های انتخابی از مرکز داده های رواناب جهانی [ ۱۸ ] به دست آمد. در این مطالعه از میانگین ترخیص روزانه از سال ۱۹۷۹ تا ۲۰۱۹ استفاده شد. علاوه بر این، مرزهای حوضه نیز از GRDC به دست آمد [ ۱۸ ]. شکل ۳ نمونه ای از سری زمانی تخلیه روزانه برای حوضه آبریز رودخانه Penobscot در ایالات متحده آمریکا را نشان می دهد که یکی از حوضه های منتخب در آمریکای شمالی بود.
سیستم کوپن-گیگر [ ۱۹ ] برای شناسایی منطقه آب و هوایی متناظر هر یک از حوضه های انتخابی استفاده شد. برای به دست آوردن داده های منطقه آب و هوایی از گروه تغییرات آب و هوا و بیماری های عفونی [ ۱۹ ] استفاده شد. جدول ۱ مناطق اقلیمی را نشان می دهد که در نظر گرفته شده اند. توزیع حوضه های آبریز در هر منطقه آب و هوایی در ضمیمه نشان داده شده است (شکل S1) .
داده های جهانی ارتفاع از EarthEnv [ ۲۰ ] برای تعیین ارتفاع میانگین حوضه بارگیری شد. داده های ارتفاعی مورد استفاده در این مطالعه یک مجموعه داده شبکه ای با وضوح مکانی ۱ کیلومتر بود. شکل ۴ داده های ارتفاعی و مرزهای حوضه را نشان می دهد. توزیع حوضه های آبریز در هر منطقه ارتفاعی در ضمیمه نشان داده شده است (شکل S3) .
تمام داده های آب و هوایی، به جز داده های رطوبت خاک، از فروشگاه داده های شاخص های هواشناسی کشاورزی کوپرنیک [ ۲۱ ] به دست آمد. دوره مورد استفاده ۱۹۷۹-۲۰۱۹ بود. شبکه ها دارای وضوح فضایی ۰٫۱ درجه بودند. جدول ۲ تمام اطلاعات اقلیمی دانلود شده و مورد استفاده در محدوده این مطالعه را نشان می دهد.
داده های رطوبت خاک از فروشگاه داده کوپرنیک [ ۲۲ ] به دست آمد. داده های ساعتی ERA5 در سطوح فردی از سال ۱۹۷۹ تا کنون استفاده شد. مقدار ساعتی در ساعت ۱۲:۰۰ برای تجزیه و تحلیل بیشتر استفاده شد. ERA5 یکی از محصولاتی است که به طور مکرر در بسیاری از زمینه‌های مختلف استفاده می‌شود [ ۴ ، ۲۳ ، ۲۴ ، ۲۵ ]، و یک تحلیل مجدد از آب و هوا و آب و هوای جهانی ارائه می‌کند که داده‌های مدل را با مشاهدات در یک مجموعه داده کامل و سازگار در سطح جهانی با استفاده از تکنیک همسان‌سازی داده‌ها ترکیب می‌کند.
۳٫ روش ها
۳٫۱٫ جداسازی هیدروگراف سیل
نرم افزار R برای انجام تجزیه و تحلیل داده ها (به عنوان مثال، وارد کردن داده ها، برش داده های شبکه ای، و غیره) استفاده شد [ ۲۶ ]. روش حداکثر سالانه (AM) [ ۲۷ ، ۲۸ ، ۲۹ ، ۳۰ ] برای تعیین رویدادهای سیلاب استفاده شد. در محدوده این مطالعه، ما فقط بر مقادیر دبی اوج تمرکز نکردیم، بلکه کل هیدروگراف های سیل [ ۲۹ ] را استخراج کردیم، که در برخی از مطالعات قبلی چنین نبود [ ۱۶ ].]. ما تصمیم گرفتیم که داده های آب و هوایی را برای کل مدت زمان هیدروگراف استخراج کنیم نه اینکه فقط داده ها را فقط در روز حداکثر تخلیه حداکثر استخراج کنیم. این به این دلیل است که در بسیاری از حوضه های آبریز بین بارندگی و رواناب تاخیر وجود دارد و عوامل آب و هوایی محرک سیل اغلب در روزهای قبل از اوج رخ می دهد. جداسازی جریان پایه برای تعیین شروع و پایان هیدروگراف استفاده شد. این یک روش پرکاربرد برای تعریف هیدروگراف است [ ۲۹ ، ۳۱ ، ۳۲ ]. جریان پایه اغلب به عنوان بخشی از آب رودخانه در نظر گرفته می شود که از آب های زیرزمینی سرچشمه می گیرد [ ۳۲]. هیدروگراف رواناب سطحی زمانی شروع می شود که جریان زمینی از جریان پایه فراتر رود و زمانی پایان می یابد که دیگر آبی متعلق به رواناب زمینی نباشد. برای تعیین شکل هیدروگراف، و همچنین تاریخ شروع و پایان، از روش شاخص جریان پایه (BFI) از بسته “lfstat” (Koffler et al., 2016) [ ۳۳ ] در R استفاده شد. توضیح مفصلی از روش BFI را می توان در گزارش برآورد و پیش بینی جریان کم یافت [ ۳۴ ]. از این رو، برای هر مقدار دبی پیک AM، هیدروگراف سیل مربوطه از سری زمانی دبی روزانه برای تمام ۱۰۷ ایستگاه استخراج شد.
۳٫۲٫ تیپولوژی سیل
به منظور تجزیه و تحلیل سیل مرکب، هیدروگراف ها ابتدا به کلاس هایی تقسیم شدند که شامل رویدادهای ترکیبی چند متغیره و رویدادهای ترکیبی از پیش شرطی شده بودند. روش مورد استفاده در این مطالعه نسبتاً مشابه روشی است که توسط سیکورسکا و همکاران اجرا شده است. (۲۰۱۵) [ ۱۴ ]، به عنوان برخی از انواع سیل مشابه استفاده شد. با این حال، ما تصمیم گرفتیم که بین شرایط رویداد خشک و مرطوب تمایز قائل شویم ( جدول ۳ ). این منجر به هشت نوع سیل ارائه شده در جدول ۳ شد.
سیکورسکا و همکاران (۲۰۱۵) [ ۱۴ ] نشان داد که زمانی که پوشش برف از ۵ درصد حوضه آبریز فراتر رفت، سیل را می توان تحت تأثیر برف در نظر گرفت و نوع سیل در این مورد یا سیلاب ذوب برف (SMF) یا سیل بارانی است. سیل برف (ROS) در صورتی که باران روی پوشش برفی موجود بیفتد، این یک رویداد ROS در نظر گرفته می شود. آستانه بارش مورد استفاده در این مطالعه برای شناسایی سیل ROS 12 میلی متر بود که باعث ذوب بیش از ۱ میلی متر برف می شود ( جدول ۳).). مقدار ذوب برف با کم کردن معادل آب مایع ضخامت برف (LWE) از LWE روز قبل تعیین شد. ضخامت کل برف جامد در این محاسبه در نظر گرفته نشده است زیرا ضخامت برف می تواند کاهش یابد، که چگالی برف را بدون ایجاد رواناب ذوب برف تغییر می دهد [ ۳۵ ]. سیل SMF زمانی رخ می دهد که ذوب برف از ۱ میلی متر بیشتر شود و کمتر از ۱۲ میلی متر بارندگی داشته باشد ( جدول ۳ ). برای تعیین اینکه آیا پوشش برف در شرایط مرطوب یا خشک اولیه بود، ویژگی های تراکم برف بررسی شد. Kuusisto (1984) [ ۳۵] تراکم برف را در طول دوره های ذوب مورد مطالعه قرار داد. تراکم برف به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله ضخامت برف، دمای هوا و برف، بارندگی و غیره. علاوه بر این، تراکم برف نیز می‌تواند در منطقه متفاوت باشد و بنابراین مقایسه مستقیم تراکم برف بین حوضه‌های انتخابی راه‌حل بهینه نخواهد بود. بنابراین می توان درصد افزایش تراکم برف را در مرحله ذوب مقایسه کرد. Kuusisto (1984) [ ۳۵] نوشت که تراکم برف در مرحله نهایی ذوب بیش از ۲۰ درصد افزایش یافته است. این مقدار (یعنی ۲۰٪) در مطالعه به عنوان آستانه برای تعیین اینکه آیا شرایط در ابتدا مرطوب یا خشک بودند استفاده شد. اگر تراکم برف از ابتدای هیدروگراف تا روز حداکثر ذوب برف بیش از ۲۰ درصد افزایش یابد، می توان فرض کرد که برف در حال ذوب نبوده است و این رویداد (یعنی هیدروگراف) را می توان به عنوان یک طبقه بندی کرد. شرایط خشک اولیه اگر افزایش چگالی کمتر از ۲۰ درصد بود، می توان فرض کرد که برف از قبل نزدیک به ذوب شدن بوده است. از این رو، هیدروگراف را می توان به عنوان دارای شرایط مرطوب اولیه طبقه بندی کرد. علاوه بر این، از روز حداکثر ذوب برف برای تعیین تغییر در چگالی استفاده شد، زیرا ممکن است شرایطی وجود داشته باشد که در روز اوج هیدروگراف، پوشش و ضخامت برف نزدیک به صفر باشد. به این معنی که تمام برف ها قبلا آب شده است. برای به دست آوردن چگالی برف، LWE با کل ضخامت برف جامد مقایسه شد.
در مواردی که پوشش برف کمتر از ۵ درصد حوضه آبریز باشد، می توان فرض کرد که ذوب برف تأثیر جزئی بر تولید سیل دارد [ ۱۴ ]. در این حالت، محرک اصلی رویداد سیل، بارش است. سیلاب های بارشی در این مطالعه به دو دسته سیلاب های بارشی کوتاه (SPF) و سیلاب های بارشی طولانی (LPF) تقسیم شدند. یک رویداد SPF زمانی رخ می دهد که مدت بارندگی بیش از ۱ روز نباشد و میزان بارندگی بیشتر از ۱۲ میلی متر باشد. LPF زمانی رخ می دهد که مدت بارندگی از ۲ تا ۴ روز باشد و میزان بارندگی بیش از ۲۵ میلی متر باشد [ ۱۴ ، ۳۶ ]. در صورت تحقق هر دو شرط، رویداد به عنوان LPF طبقه بندی شد. علاوه بر این، قله های متعدد در هیدروگراف به عنوان رویداد LPF در نظر گرفته شد [ ۳۶]. بسته R “pracma” برای تعیین تعداد پیک ها در هیدروگراف استفاده شد [ ۳۷ ].
داده های رطوبت خاک برای تعیین شرایط اولیه (یعنی مرطوب یا خشک) رویداد استفاده شد. به منظور محاسبه درصد اشباع، داده‌های هر حوضه مورد بررسی قرار گرفت و بیشترین مقدار آب حجمی روزانه برای هر حوضه تعریف شد. این حداکثر محتوای آب ۱۰۰٪ اشباع در نظر گرفته شد. سپس تمام مقادیر دیگر به عنوان شمارنده بالاتر از این مقدار حداکثر انتخاب شدند که منجر به محتوای درصد اشباع روزانه شد. آستانه ۷۵ درصد تعیین شد ( جدول ۳). این آستانه پس از بررسی های اولیه انتخاب شد و آستانه معقولی برای استفاده در رابطه با تعریف شرایط پیشین تشخیص داده شد. با اعمال این محدودیت ها برای هر یک از هیدروگراف های سیلاب شناسایی شده، آنها به هشت دسته طبقه بندی شدند. اگر یک هیدروگراف سیل منفرد با هیچ یک از هشت دسته از پیش تعیین شده ( جدول ۳ ) مطابقت نداشته باشد، در دسته “سایر” طبقه بندی می شود. شکل ۵ فرآیند طبقه بندی را نشان می دهد.
جدول ۳٫ نوع شناسی سیل مورد استفاده در این مطالعه. مراجعی که برای تعریف مقادیر آستانه استفاده شده اند در پرانتز ارائه می شوند.
علاوه بر این، تفاوت در مناطق آب و هوایی، حوضه آبریز و ارتفاعات نیز در تجزیه و تحلیل در نظر گرفته شد. منطقه آب و هوایی که بیشتر حوضه آبریز را پوشش می دهد به عنوان منطقه غالب حوضه منفرد انتخاب شد (به شکل مکمل S1 مراجعه کنید ). چهار منطقه آب و هوایی غالب در این مطالعه شناسایی شد، یعنی آب و هوای گرم تابستانی مرطوب قاره ای، آب و هوای معتدل اقیانوسی، تاندرا، و منطقه آب و هوایی زیر قطبی (به شکل مکمل S1 مراجعه کنید ). سایر مناطق آب و هوایی فقط مربوط به ۱ تا ۳ حوضه بوده و در طبقه بندی بر اساس منطقه آب و هوایی در نظر گرفته نشده اند. حوضه های آبریز نیز بر اساس اندازه آنها به سه دسته تقسیم شدند (به شکل مکمل S2 مراجعه کنید ): بزرگ (> 10000 کیلومتر مربع) .، متوسط (بین ۲۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کیلومتر مربع ) و کوچک (کمتر از ۲۰۰ کیلومتر مربع ) . علاوه بر این، حوضه های آبریز نیز بر اساس میانگین ارتفاع حوضه به سه دسته تقسیم شدند: بالا (> 1000 متر مربع)، متوسط (بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر مربع) و کم (<500 متر مربع) (به شکل مکمل S3 مراجعه کنید ).
۴٫ نتایج و بحث
۴٫۱٫ طبقه بندی نوع شناسی سیل برای همه حوضه های آبریز
به دنبال روش ارائه شده برای رویدادهای AM استخراج شده (یعنی ۴۱ رویداد برای هر حوضه استخراج شد)، ویژگی های آب و هوایی اصلی در طول این رویدادها مورد بررسی قرار گرفت (به شکل های تکمیلی S4-S7 مراجعه کنید). برخی از تغییرات نسبتاً بزرگ در ضخامت برف، رطوبت خاک و سایر متغیرها در طول این رویدادها را می توان در سراسر اروپا و آمریکای شمالی مشاهده کرد (به شکل های تکمیلی S4-S7 مراجعه کنید). از این رو، درصد سیلاب های مربوط به ذوب برف در بین ۱۰۷ حوضه آبریز انتخابی متفاوت بود (به شکل های تکمیلی S8 و S9 مراجعه کنید). ما استدلال می کنیم که حوضه های انتخاب شده نشان دهنده انواع شرایط بین ۴۰ درجه و ۷۰ درجه عرض جغرافیایی است. شکل ۶ و شکل ۷نتایج روش طبقه‌بندی سیلاب را برای حوضه‌های منتخب اروپا و آمریکای شمالی با استفاده از نقشه‌های حرارتی نشان می‌دهد. از نقشه های حرارتی نشان داده شده در شکل ۶ و شکل ۷ می توان چندین نتیجه گرفت. اولاً، اکثر سیل‌های AM که در حوضه‌های مورد بررسی (در مجموع ۱۰۷) رخ داده است، به عنوان سیل‌های ناشی از ذوب برف (SMF) طبقه‌بندی شدند. سیل‌های ناشی از ذوب برف (یعنی انواع SMF-W و SMF-D) 39 درصد از کل سیل‌های در نظر گرفته شده در هر دو قاره را نشان می‌دهند ( شکل ۶ و شکل ۷ ). ثانیا، برای همه دسته ها (یعنی ROS، SMF، SPF، و LPF)، شرایط مرطوب (-W) همیشه بیشتر از شرایط خشک (-D) بود ( شکل ۶ و شکل ۷).). شرایط اولیه خشک به ترتیب ۴۵%، ۳۶%، ۲۰% و ۱۹% از ROS، SMF، SPF و LPF را به خود اختصاص دادند ( شکل ۶ و شکل ۷ ). این نتایج مطابق با آنچه در برخی از مطالعات قبلی گزارش شده بود که به اهمیت رطوبت خاک در تولید سیل اشاره داشت [ ۱۶ , ۳۸ ] است.]. لازم به ذکر است که درصد شرایط اولیه خشک (-D) برای سیلاب های متاثر از برف (یعنی ROS و SMF) در مقایسه با SPF و LPF بیشتر بود. از این رو، مقادیر بالای رطوبت خاک اغلب با رویدادهای SPF و LPF رخ می دهد، و وقوع ترکیب اغلب منجر به سیل می شود. لازم به ذکر است که شرایط اولیه خشک برای سیلاب های متاثر از برف بر اساس تراکم برف تعیین شد. به طور خاص، سیل‌های ROS 55 درصد سیل‌ها را در شرایط اولیه مرطوب تشکیل می‌دهند ( شکل ۶ و شکل ۷ ). دلیل اصلی این امر این است که باران به سرعت تراکم برف را قبل از ذوب شدن افزایش می دهد [ ۳۹]. علاوه بر این، کمتر از ۲۰٪ از رویدادهای SPF و LPF در جایی که حداکثر سیل سالانه در کمتر از ۷۵٪ اشباع خاک شروع شد، مشاهده شد. بر اساس این واقعیت، منطقی است که فرض کنیم رطوبت پیشین خاک یک محرک مهم در تولید سیل در اروپا و آمریکای شمالی است. این نتایج با یافته های مطالعات قبلی [ ۱۶ و ۳۸ ] مطابقت دارد. همچنین می توان مشاهده کرد که درصد SMF-W به طور کلی از شمال به جنوب کاهش یافته است ( شکل ۶ و شکل ۷ ). برای هیدروگراف های سیل که ما نتوانستیم آنها را در هیچ یک از دسته های از پیش تعریف شده برای حوضه های آبریز آمریکای شمالی طبقه بندی کنیم (به عنوان مثال، نوع دیگر)، وضعیت مخالف مشهود است ( شکل ۶).). برای حوضه های آبریز اروپایی، درصد SPF-W و LPF-W به طور کلی از جنوب به شمال افزایش می یابد ( شکل ۷ ). لازم به ذکر است که آستانه های انتخاب شده ( جدول ۳ ) می تواند بر درصد وقوع انواع مختلف سیل تاثیر داشته باشد. به عنوان مثال، افزایش آستانه پوشش برف (به عنوان مثال، از ۵٪ به ۱۰ یا ۱۵٪) تعداد حوادث سیل مربوط به برف را کاهش می دهد. علاوه بر این، افزایش آستانه بارش ۱۲ میلی متری مربوط به رویدادهای SPF باعث کاهش تعداد این رویدادها می شود. با این حال، ما استدلال می کنیم که تغییرات کوچکتر در آستانه های انتخاب شده تأثیر نسبتاً جزئی بر نتایج ارائه شده خواهد داشت.
۴٫۲٫ طبقه بندی گونه شناسی سیل بر اساس منطقه آب و هوایی
انواع سیل نیز بر اساس منطقه آب و هوایی از پیش تعریف شده هر حوضه طبقه بندی شدند. برای هر منطقه اقلیمی، میانگین توزیع انواع سیل در نظر گرفته شد. شکل ۸ نشان می دهد که مناطق CFB و DFA به طور یکنواخت در بین انواع مختلف توزیع شده اند، با SPF و LPF تقریباً برابر با SMF. منطقه DFC بالاترین شدت سیل را در رده SMF-W دارد ( شکل ۸ ). منطقه آب و هوای ET توسط دو نوع سیل غالب، یعنی SMF-W و ROS-W تحت سلطه است ( شکل ۸ ). ET تنها یکی از چهار منطقه آب و هوایی است (یعنی CFB، DFA، DFC، و ET) که شامل بیش از سه حوضه است که در آن ROS-W به عنوان نوع سیل غالب رخ داده است ( شکل ۸).). این احتمالاً به دلیل مقادیر زیاد بارندگی در بسیاری از مناطق کوهستانی است که در آن آب و هوای ET یافت می شود [ ۱۴ ].
۴٫۳٫ طبقه بندی گونه شناسی سیل بر اساس حوضه آبریز
شکل ۹ انواع سیلاب ها را بر اساس اندازه حوضه های آبریز طبقه بندی شده نشان می دهد. سیلاب های SMF در حوضه های بزرگ غالب هستند، در حالی که SPF و LPF در دو دسته دیگر رایج تر هستند ( شکل ۹ ). دلایل متعددی برای این نتایج وجود دارد که یکی از آنها آستانه مربوط به پوشش برفی است که برای طبقه بندی هیدروگراف ها استفاده می شود ( جدول ۳ ). آستانه پوشش برف که در بالای آن سیل تحت تأثیر برف در نظر گرفته شد، ۵ درصد بود ( جدول ۳). در صورت وجود حوضه های آبریز بسیار بزرگ، به احتمال زیاد قسمتی از حوضه با برف پوشانده شده و از آستانه نفوذ سیل تحت تاثیر ذوب برف فراتر رفته است. از سوی دیگر، حوضه های آبریز کوچک ممکن است به طور کامل بدون پوشش برف باشند، زیرا حوضه های آبریز کوچک مناطق جغرافیایی بزرگی را پوشش نمی دهند. علاوه بر این، چندین حوضه آبریز بزرگتر در آمریکای شمالی در عرض های جغرافیایی بالاتر قرار دارند. دلیل احتمالی دیگر برای این نتایج، مفهوم رطوبت خاک است که توسط هارپولد و همکاران مورد بحث قرار گرفت. (۲۰۱۵) [ ۳۹ ]. هارپولد و همکاران (۲۰۱۵) [ ۳۹] استدلال کرد که بالاترین رطوبت خاک در عرض ۵ روز پس از ذوب کامل برف به دست می آید. علاوه بر این، در مورد حوضه های آبریز بزرگ، یک طوفان بارندگی باید وسعت فضایی زیادی داشته باشد تا آن حوضه به رطوبت خاک مورد نیاز برای حداکثر تولید سیل سالانه برسد. بنابراین، اگر یک برف فضایی گسترده در سراسر حوضه آب شود، کل حوضه می تواند به رطوبت بالای خاک مورد نیاز برسد. تعداد LPF ها برای حوضه های بزرگ نسبتاً کم است ( شکل ۹ )، که تا حدی یک نتیجه غیرمنتظره است، زیرا LPF ها به طور کلی توانایی اشباع حوضه های بزرگ را دارند، در حالی که از طرف دیگر، وسعت فضایی شدیدترین و کوتاه ترین حوضه ها مدت زمان رویدادهای بارش (یعنی SPF) ممکن است از نظر مکانی محدود شود [ ۹]. علاوه بر این، نتایج نشان می‌دهد که حوضه‌های آبریز متوسط و کوچک تحت سلطه SPF و LPF هستند ( شکل ۹ ). این احتمالاً به دلیل این واقعیت است که گستره فضایی طوفان مورد نیاز برای اشباع شدن این حوضه ها معمولاً کوچکتر است. رویدادهای بارانی بسیار شدید (مثلاً رعد و برق های تابستانی) تمایل به وسعت فضایی کمتری دارند، به همین دلیل است که SPF ها در حوضه های آبریز کوچک و متوسط رایج تر هستند ( شکل ۹ ) [ ۱۵ ]. علاوه بر این، حوضه های آبریز کوچک و متوسط اغلب زمان تمرکز کمتری در مقایسه با حوضه های بزرگ دارند [ ۱۵ ]. بنابراین، SPF و LPF می توانند به راحتی کل حوضه های آبریز کوچک و متوسط را اشباع کنند و در نتیجه مقادیر دبی اوج بالایی را به همراه داشته باشند.
۴٫۴٫ طبقه بندی گونه شناسی سیل بر اساس ارتفاع
شکل ۱۰ توزیع سیلاب ها را در هر نوع سیل بر اساس میانگین ارتفاع ۱۰۷ حوضه آبریز در نظر گرفته نشان می دهد. مشاهده می‌شود که حوضه‌های آبریز در ارتفاعات بالاتر نسبت به حوضه‌های ارتفاعات متوسط و پایین، تعداد سیلاب‌های SMF و ROS کمی کمتر دارند ( شکل ۱۰ ). نتیجه مشابهی نیز توسط سیکورسکا و همکاران به دست آمد. (۲۰۱۵) [ ۱۴ ]. سیکورسکا و همکاران (۲۰۱۵) [ ۱۴ ] از دو روش مختلف برای طبقه بندی سیلاب ها استفاده کرد. هنگام بررسی حوضه های آبریز با ارتفاع بالا، آنها دریافتند که سیل های بارشی نوع غالب سیل در هنگام استفاده از روش درخت تصمیم واضح [ ۱۴ ] است که مشابه یافته های این مطالعه است ( شکل ۱۰).). با این حال، هنگامی که آنها روش فازی را به کار بردند، دریافتند که اگرچه نوع سیل غالب، سیل ناشی از بارش باقی می ماند، اما بسیاری از سیلاب ها نیز به عنوان سیلاب های SMF یا ROS طبقه بندی شدند [ ۱۴ ]. با این حال، جنبه های مربوط به برف از آستانه برای طبقه بندی سیل به عنوان سیل متاثر از ذوب برف تجاوز نمی کند. سیکورسکا و همکاران (۲۰۱۵) [ ۱۴ ] این فرضیه را مطرح کرد که این به دلیل مقدار زیادی از بارندگی است که در مناطق کوهستانی می بارد. سیلاب های ناگهانی نیز اغلب در حوضه های کوهستانی [ ۱۴ ] رخ می دهد که در ارزیابی نشان داده شده در این مطالعه یک نوع سیل نیست ( جدول ۳ ). علاوه بر این، Berghuijs و همکاران. (۲۰۱۹) [ ۱۶ ] دریافت که بارش شدید تنها عامل اصلی در مناطق کوهستانی است [۱۶ ]. علیرغم حجم زیاد برف در مناطق کوهستانی، بارندگی می تواند نوع غالب سیل را تشکیل دهد که ناشی از بارش باران است تا ذوب برف.
۵٫ نتیجه گیری ها
بر اساس تحلیل های انجام شده که بر اساس ۱۰۷ حوضه آبریز منتخب انجام شده است، می توان چندین نتیجه مهم گرفت. لازم به ذکر است که انتخاب ۱۰۷ حوضه که بین ۴۰ درجه و ۷۰ درجه عرض جغرافیایی نسبتاً یکنواخت در اروپا و آمریکای شمالی توزیع شده اند، زیرمجموعه ای از همه حوضه ها را نشان می دهد و انتخاب متفاوت حوضه ها می تواند نتایج متفاوتی به همراه داشته باشد. با این حال، ما استدلال می کنیم که ۱۰۷ حوضه معرف منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. نتایج ارائه شده در این مطالعه نشان می دهد که سیلاب های ذوب برف (به ویژه رویدادهای SMF-W) اغلب نوع سیل غالب در حوضه های در نظر گرفته شده، به ویژه برای حوضه های واقع در عرض های جغرافیایی بالاتر هستند.
هنگام مقایسه روابط بین انواع سیل ( جدول ۳ ) و مناطق آب و هوایی، ارتفاع حوضه، و اندازه، می توان نتیجه گیری بیشتری کرد. اولا، نوع سیل اولیه در مناطق DFC و ET SMF-W بود ( شکل ۸ ). ثانیا، همچنین نشان داده شد که حوضه های آبریز بزرگ نسبت کمی بالاتر از SMFs دارند ( شکل ۹ )، در حالی که حوضه های متوسط و کوچک دارای تعداد کمی بیشتر SPF و LPF هستند ( شکل ۹).). ثالثاً، وقوع برخی از انواع سیل خاص با عرض جغرافیایی تغییر می کند (به عنوان مثال، SMF-W اندکی از جنوب به شمال در اروپا و آمریکای شمالی کاهش یافته است). در نهایت، سیل با شرایط اولیه خاک مرطوب (-W) بسیار بیشتر از سیل با شرایط اولیه خاک خشک (-D) در تحلیل ما رخ داد ( شکل ۶ ، شکل ۷ ، شکل ۸ ، شکل ۹ و شکل ۱۰).). فرکانس بالای سیل با شرایط اولیه خاک مرطوب (-W) نشان می دهد که این ممکن است یک نوع رویداد ترکیبی باشد – که در آن یک شرایط رطوبت پیشین بالا به عنوان یک رویداد از قبل موجود واجد شرایط است. به طور خلاصه، این یافته‌ها می‌تواند در فرآیند پیش‌بینی سیل مفید باشد، جایی که تمرکز ویژه می‌تواند به موقعیت‌هایی که رطوبت خاک بالا است و رویدادی با بارش متوسط در روزهای بعد انتظار می‌رود داده شود. علاوه بر این، این نتایج را می توان در فرآیند بهینه سازی مدیریت خطر سیل در رابطه با ویژگی های حوضه خاص (به عنوان مثال، اندازه، ارتفاع، آب و هوای مکان) استفاده کرد. علاوه بر این، یافته ها می توانند برای طراحی اقدامات حفاظتی در برابر سیل مانند زیرساخت های هیبریدی نیز مورد استفاده قرار گیرند. در آینده، مطالعه مشابهی می‌تواند با در نظر گرفتن عوامل تأثیرگذار اضافی (به عنوان مثال،
منابع
- Zscheischler، J. مارتیوس، او. وسترا، اس. بواکوا، ای. ریموند، سی. هورتون، آر.ام. ون دن هورک، بی. آقاکوچک، ع. Jézéquel، A. ماهچا، MD; و همکاران یک نوع شناسی از رویدادهای آب و هوا و آب و هوای ترکیبی. نات. محیط زیست کشیش زمین. ۲۰۲۰ ، ۱ ، ۳۳۳-۳۴۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- واچوویچ، ال جی. Mote، TL; هندرسون، GR باران در اقلیم شناسی برف و تجزیه و تحلیل زمانی برای شرق ایالات متحده. فیزیک Geogr. ۲۰۲۰ ، ۴۱ ، ۵۴-۶۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- سزن، سی. شراج، م. مدود، ا. بزک، ن. بررسی سیل باران بر برف تحت تغییرات آب و هوا. Appl. علمی ۲۰۲۰ ، ۱۰ ، ۱۲۴۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- سوتانتو، اس جی. ویتولو، سی. دی ناپولی، سی. D’Andrea، M. Van Lanen، HAJ امواج گرما، خشکسالی و آتش سوزی: کاوش مخاطرات خشک ترکیبی و آبشاری در مقیاس پاناروپایی. محیط زیست بین المللی ۲۰۲۰ , ۱۳۴ , ۱۰۵۲۷۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
- بزک، ن. Mikoš, M. تغییرات در خشکسالی مرکب و وقوع گرمای شدید در دوره ۱۹۶۱-۲۰۱۸ در مقیاس اروپایی. Water ۲۰۲۰ , ۱۲ , ۳۵۴۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- میکوش، م. چتینا، م. Brilly، M. شرایط هیدرولوژیکی مسئول ایجاد زمین لغزش Stože، اسلوونی. مهندس جئول ۲۰۰۴ ، ۷۳ ، ۱۹۳-۲۱۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Mikoš, M. پس از زمین لغزش ۲۰۰۰ Stože: قسمت دوم – توسعه سیاست کاهش خطر بلایای زمین لغزش در اسلوونی – Po zemeljskem plazu Stože leta 2000: Del II – Razvoj politike zmanjševanja tveganja nesreč zaradi zemeljskih plazov v Sloveniji. Acta Hydrotech. ۲۰۲۱ ، ۳۴ ، ۳۹-۵۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Mikoš, M. پس از زمین لغزش ۲۰۰۰ Stože: بخش اول – توسعه تحقیقات زمین لغزش در اسلوونی – Po zemeljskem plazu Stože leta 2000: Del I – Razvoj raziskovanja zemeljskih plazov v Sloveniji. Acta Hydrotech. ۲۰۲۰ ، ۳۳ ، ۱۲۹-۱۵۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Berghuijs، WR; آلن، ST; هریگان، اس. Kirchner, JW مقیاس‌های فضایی رو به رشد طغیان رودخانه‌های همزمان در اروپا. ژئوفیز. Res. Lett. ۲۰۱۹ ، ۴۶ ، ۱۴۲۳-۱۴۲۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- بزک، ن. بورلی، پی. Panagos، P. اولین ارزیابی از مقیاس همزمانی فرسایش بارندگی در مقیاس پان-اروپایی. Catena ۲۰۲۱ ، ۱۹۸ ، ۱۰۵۰۶۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- دیتزه، ام. بل، آر. اوزتورک، یو. کوک، KL; اندرمن، سی. آبجو، AR; دام، بی. لوسیا، ا. فاوئر، FS; نیسن، KM؛ و همکاران فراتر از تبدیل شدن باران شدید به آب پر جریان – چشم انداز چشم انداز سیل ۲۰۲۱ ایفل. نات. سیستم خطرات زمین. علمی ۲۰۲۲ ، ۲۲ ، ۱۸۴۵-۱۸۵۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- برونر، MI; ویویرولی، دی. سیکورسکا، AE; وانیر، او. فاور، A.-C. Seibert, J. نوع سیل ساخت خاص از هیدروگراف های طراحی مصنوعی. منبع آب Res. ۲۰۱۷ ، ۵۳ ، ۱۳۹۰–۱۴۰۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- پوشلود، بی. Zscheischler، J. سیلمن، جی. چوب، RR; لودویگ، آر. اثرات تغییر آب و هوا بر رویدادهای ترکیب آب و هواشناسی در جنوب نروژ. آب و هوا. افراطی ۲۰۲۰ ، ۲۸ ، ۱۰۰۲۵۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- سیکورسکا، AE; ویویرولی، دی. Seibert, J. طبقه بندی نوع سیل در حوضه های کوهستانی با استفاده از درختان تصمیم ترد و فازی. منبع آب Res. ۲۰۱۵ ، ۵۱ ، ۷۹۵۹-۷۹۷۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- مرز، ر. Blöschl, G. نوع شناسی فرآیند سیلاب های منطقه ای. منبع آب Res. ۲۰۰۳ ، ۳۹ ، ۱-۲۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Berghuijs، WR; هریگان، اس. مولنار، پ. اسلاتر، ال جی. Kirchner, JW اهمیت نسبی مکانیسم‌های مختلف تولید سیل در سراسر اروپا. منبع آب Res. ۲۰۱۹ ، ۵۵ ، ۴۵۸۲-۴۵۹۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- برازدا، S. سیل های ذوب برف در رابطه با محرک های ترکیبی در آمریکای شمالی و اروپا . دانشگاه لیوبلیانا: لیوبلیانا، اسلوونی، ۲۰۲۱٫ [ Google Scholar ]
- GRDC. مرکز داده های رواناب جهانی (GRDC). در دسترس آنلاین: https://www.bafg.de/GRDC/EN/Home/homepage_node.html (در ۱ مارس ۲۰۲۱ قابل دسترسی است).
- CCID آب و هوای کوه های آلپ اروپایی: تغییر مناطق آب و هوایی با وضوح بسیار بالا کوپن-گیگر ۱۸۰۰-۲۱۰۰٫ در دسترس آنلاین: http://koeppen-geiger.vu-wien.ac.at/alps.htm (در ۱ مارس ۲۰۲۱ قابل دسترسی است).
- آماتولی، جی. دومیش، اس. توآنمو، ام. Parmentier، B. توصیفگر داده: مجموعه ای از متغیرهای توپوگرافی در مقیاس جهانی برای مدل سازی محیطی و تنوع زیستی. علمی داده ۲۰۱۸ ، ۵ ، ۱۸۰۰۴۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- شاخص‌های هواشناسی کوپرنیک از سال ۱۹۷۹ تا کنون برگرفته از تحلیل مجدد. در دسترس آنلاین: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/10.24381/cds.6c68c9bb?tab=form (در ۱۵ مارس ۲۰۲۱ قابل دسترسی است).
- داده های ساعتی Copernicus ERA5 در سطوح منفرد از سال ۱۹۷۹ تا کنون. در دسترس آنلاین: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-single-levels?tab=overview (در ۲۰ مارس ۲۰۲۱ قابل دسترسی است).
- اوزتورک، یو. سایتو، اچ. ماتسوشی، ی. کریسولوگو، آی. شوانگارت، دبلیو. آیا تخمین‌های بارندگی جهانی (ماهواره و تحلیل مجدد) می‌تواند به عقب‌نشینی زمین لغزش کمک کند؟ رانش زمین ۲۰۲۱ ، ۱۸ ، ۳۱۱۹-۳۱۳۳ . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- بک، او؛ پان، م. روی، تی. ویدون، GP; پاپنبرگر، اف. ون دایک، AIJM; هافمن، جی. آدلر، RF؛ Wood، EF ارزیابی روزانه ۲۶ مجموعه داده بارش با استفاده از داده های رادار سنج Stage-IV برای CONUS. هیدرول. سیستم زمین علمی ۲۰۱۹ ، ۲۳ ، ۲۰۷–۲۲۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- ردر، ا. ریانا، جی. بررسی پتانسیل‌های تحلیل مجدد ERA5 برای حمایت از تحقیقات زمین لغزش: یک مورد آزمایشی از منطقه کامپانیا (جنوب ایتالیا). رانش زمین ۲۰۲۱ ، ۱۸ ، ۱۹۰۹-۱۹۲۴ . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- تیم اصلی R. زبان و محیطی برای محاسبات آماری ; بنیاد R برای محاسبات آماری: وین، اتریش، ۲۰۲۰٫ [ Google Scholar ]
- بزک، ن. بریلی، م. Šraj, M. مقایسه بین روش پیک بیش از حد آستانه و روش حداکثر سالانه برای تحلیل فرکانس سیل هیدرول. علمی J. ۲۰۱۴ , ۵۹ , ۸۳۱۱۷۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- شیائو، ی. گوا، اس. لیو، پی. یان، بی. Chen, L. طراحی هیدروگراف سیل بر اساس روش شاخص سنتز چند مشخصه. جی هیدرول. مهندس ۲۰۰۹ ، ۱۴ ، ۱۳۵۹-۱۳۶۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- بزک، ن. هوروات، ا. Šraj، M. تجزیه و تحلیل رویدادهای سیل در جریان های اسلوونی. جی هیدرول. هیدرومک. ۲۰۱۵ ، ۶۳ ، ۱۳۴-۱۴۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- دی لوکا، پی. هیلیر، جی کی. Wilby, RL; کوین، شمال غربی؛ هریگان، S. سیل شدید چند حوضه ای مرتبط با طوفان های فرا استوایی. محیط زیست Res. Lett. ۲۰۱۷ ، ۱۲ ، ۱۱۴۰۰۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- اکهارت، ک. نحوه ساخت فیلترهای دیجیتال بازگشتی برای جداسازی جریان پایه. هیدرول. روند. ۲۰۰۵ ، ۱۹ ، ۵۰۷-۵۱۵٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- استولزل، ام. شوتز، تی. ویلر، ام. استال، ک. Tallaksen، LM فراتر از جداسازی جریان پایه باینری: یک شاخص جریان تاخیری برای مشارکت‌های جریان چندگانه. هیدرول. سیستم زمین علمی ۲۰۲۰ ، ۲۴ ، ۸۴۹-۸۶۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کوفلر، دی. گاستر، تی. Laaha, G. بسته “Lfstat”. ۲۰۱۶٫ در دسترس آنلاین: https://cran.r-project.org/web/packages/lfstat/index.html (دسترسی در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲).
- گاستارد، ا. Demuth, S. Manual on Low-Flow Estimation and Prediction ; کمیته ملی آلمان برای برنامه بین المللی هیدرولوژیکی (IHP) یونسکو و برنامه هیدرولوژی و منابع آب (HWRP) WMO Koblenz: Koblenz، آلمان، ۲۰۰۹٫ [ Google Scholar ]
- Kuusisto، E. تجمع برف و ذوب برف در فنلاند . هیئت ملی آب: هلسینکی، فنلاند، ۱۹۸۴٫ [ Google Scholar ]
- فیشر، اس. شومان، آ. بولر، پی. تایپ سیل مبتنی بر مقیاس زمانی برای تخمین تغییرات زمانی در فرکانس سیل. هیدرول. علمی J. ۲۰۱۹ ، ۶۴ ، ۱۸۶۷-۱۸۹۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Borchers, H. Package “Pracma”. ۲۰۲۱٫ در دسترس آنلاین: https://cran.r-project.org/web/packages/pracma/index.html (دسترسی در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲).
- بلوشل، جی. هال، جی. ویگلیون، آ. Perdigão، RAP; پاراژکا، ج. مرز، بی. لون، دی. آرهایمر، بی. آرونیکا، جی تی; بیلی باشی، ع. و همکاران تغییر آب و هوا باعث افزایش و کاهش طغیان رودخانه های اروپا می شود. Nature ۲۰۱۹ ، ۵۷۳ ، ۱۰۸-۱۱۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هارپولد، AA; Molotch، NP; Musselman، KN; بیلز، آرسی کرشنر، PB; لیتوک، م. بروکس، PD پاسخ رطوبت خاک به زمان ذوب برف در جنگل‌های مخروطی مخروطی مختلط. هیدرول. روند. ۲۰۱۵ ، ۲۹ ، ۲۷۸۲-۲۷۹۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
شکل ۱٫ اندازه گیری مکان ایستگاه ها برای حوضه های آبریز که در آمریکای شمالی انتخاب شده اند.
شکل ۲٫ اندازه گیری مکان ایستگاه ها برای حوضه هایی که در اروپا انتخاب شده اند.
شکل ۳٫ نمونه ای از سری زمانی دبی رودخانه برای یکی از حوضه های آبریز مورد بررسی برای دوره ۱۹۷۹-۲۰۱۹٫ داده های دبی رودخانه از GRDC به دست آمد. رودخانه Penobscot در ایالات متحده آمریکا قرار دارد و دارای حوضه آبریز ۱۷۳۱۷ کیلومتر مربع است و بیشتر حوضه آبریز در منطقه گرم تابستانی مرطوب قاره ای واقع شده است.
شکل ۴٫ داده های ارتفاع (masl) با مرزهای حوضه (چند ضلعی های سیاه).
شکل ۵٫ نمایش تصویری فرآیند طبقه بندی سیل که در جدول ۳ نشان داده شده است.
شکل ۶٫ نقشه حرارتی برای توزیع حوضه آبریز آمریکای شمالی از انواع سیل حداکثر (AM) سالانه. حوضه های آبریز از جنوب به شمال مرتب شده اند.
شکل ۷٫ نقشه حرارتی برای توزیع حوضه آبریز اروپایی انواع سیل حداکثر (AM) سالانه. حوضه های آبریز از جنوب به شمال مرتب شده اند.
شکل ۸٫ نقشه حرارتی برای طبقه بندی گونه شناسی سیل حداکثر (AM) سالانه بر اساس منطقه آب و هوایی، که نتایج را برای چهار منطقه آب و هوایی با بیشترین تعداد حوضه نشان می دهد.
شکل ۹٫ طبقه بندی گونه شناسی سیل بر اساس اندازه حوضه آبریز.
شکل ۱۰٫ طبقه بندی نوع شناسی سیل بر اساس ارتفاع حوضه.
بدون دیدگاه