Wykorzystanie metody analizy skupień do identyfikacji jednorodnych zlewni pod względem indeksów powodziowości i wybranych charakterystyk fizjograficznych

Słowa kluczowe: indeks powodziowości, zlewnia, grupowanie obiektów, analiza skupień

Streszczenie:

Jednym z celów działalności poznawczej jest charakterystyka, grupowanie oraz klasyfikacja zjawisk, przedmiotów i zachowań. Podział jakiegoś zbioru przedmiotów, obiektów lub urządzeń na podzbiory oddaje szczególne usługi w pracach normalizacyjnych. W wyniku obiektywnej analizy struktury badanego zbioru jest możliwe m.in. ustalenie wzajemnych powiązań między elementami tworzącymi dany zbiór. Jest to szczególnie istotne w hydrologii, a zwłaszcza w modelowaniu procesów zachodzących w zlewni czy dorzeczu. Relacje pomię-dzy charakterystykami zlewni i parametrami modeli hydrologicznych są niezwykle ważne przy estymowaniu parametrów rozkładów statystycznych, oceny zmian w zlewniach i prognozowaniu zjawisk hydrologicznych w zlewniach niekontrolowanych. Znajomość przestrzennego rozkładu charakterystyk hydrologicznych jest coraz częściej wykorzystywana w gospodarce wodnej, a zwłaszcza podczas sporządzaniu planów gospodarowania wodami w obszarze zlewni czy dorzeczy. W celu oszacowania interesujących charakterystyk hydrologicznych w zlewniach niekontrolowanych często stosuje się metodę częstości regionalnych, dzięki której można wydzielić obszary o jednorodnym przebiegu analizowanego zjawiska. Do wydzielania jednorodnych obszarów powszechnie wykorzystuje się również me-tody regresji dwu lub wielu zmiennych, analizy skupień, krigingu czy sztucznych sieci neuronowych. Metody skupiania bazują na wewnętrznym kryterium podzia-łu, jakim jest matematycznie zdefiniowane podobieństwo między obiektami. Od-powiednie procedury skupiania tworzą grupy obiektów. W praktyce odległości między skupieniami określa się następującymi metodami: pojedynczego wiązania, pełnego wiązania, średnich połączeń, średnich połączeń ważonych, środków cięż-kości, ważonych środków ciężkości i Warda. Celem pracy jest analiza możliwości zastosowania metody analizy skupień do wydzielania jednorodnych obszarów pod względem indeksu powodziowości i wybranych charakterystyk fizjograficznych zlewni w dorzeczu Wisły. Materiał wyjściowy stanowiły dane hydrologiczne i wybrane charaktery-styki fizjograficzne zlewni rzek w dorzeczu Wisły. W pracy wykorzystano dane z 33 zlewni rzek będących bezpośrednimi dopływami Wisły. Z charakterystyk fizjograficznych do analizy przyjęto: powierzchnię zlewni A i średnią jej wyso-kość na poziomem morza Hśr, stoczystość zlewni I, długość cieku głównego L i współczynnik kształtu zlewni Rf. Analizy wykazały, że najlepsze rezultaty grupowania uzyskano stosując metodę Warda, gdzie wydzielono sześć jednorodnych zlewni z uwagi na indeks powodziowości, powierzchnię, średnią wysokość n.p.m. i stoczystość, długość cieku głównego oraz współczynnik kształtu. W każdym z wyróżnionych jednorod-nych obszarów w odmiennym stopniu analizowane czynniki fizjograficzne wpły-wają na kształtowanie się indeksu powodziowości.

Cytowanie:

Wałęga A., Krzanowski S., Chmielowski K. 2009. Wykorzystanie metody analizy skupień do identyfikacji jednorodnych zlewni pod względem indeksów powodziowości i wybranych charakterystyk fizjograficznych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2009/ 06