تحلیل جریان ماهانه رودخانه سفیدرود با استفاده از تئوری آشوب

بررسی جریان رودخانه از بعد آشوب یکی از موارد اساسی در طراحی، بهره برداری و مطالعات مربوط به مهندسی آب است. از این رو به کارگیری روش های نوین در هیدرولوژی و منابع آب، اخیرا توجه زیادی به خود جلب کرده است. پدیده آشوب مرتبط با سیستم هایی است که دینامیک آن ها در برابر تغییر مقادیر اولیه رفتار بسیار حساسی نشان می دهد. در مواجه با سیستم آشوبی که مدل سازی تحلیلی به علت نامشخص بودن عوامل تاثیرگذار و در دسترس نبودن معادلات دقیق ریاضی حاکم برآن بسیار دشوار می نماید، استفاده از سری های زمانی یک راه حل مناسب در تحلیل این دستگاه هاست. برای بازسازی فضای حالت با استفاده از نظریه آشوب نیاز به برآورد دو پارامتر زمان تاخیر و بعد محاط است. در این پژوهش با استفاده از آمار ۶۳ ساله جریان ماهانه رودخانه سفیدرود، از روش میانگین اطلاعات متقابل و روش شمارش نزدیک ترین همسایه های کاذب برای محاسبه این دو پارامتر استفاده شد. برای تعیین آشوب پذیری نیز از آزمون بعد همبستگی و شاخص هارست استفاده شد. نتایج حاکی از بعد فرکتالی بر اساس بعد همبستگی برابر با ۳۷.۳ و زمان تاخیر ۵ ماه و بعد محاط ۶ است که برای بازسازی فضای حالت دینامیکی جریان رودخانه می تواند استفاده شود. اهمیت بررسی موازی سری های زمانی در مقیاس های مختلف (روزانه، هفتگی، ماهانه) به جهت بررسی تاثیر مقیاس زمانی و نوسانات سری زمانی بر تحلیل های آشوبی و در نهایت انتخاب چارچوب مدل مناسب است. زمان تاخیرهای به دست آمده برای سری های روزانه، هفتگی و ماهانه حاکی از وجود وابستگی بیش تر بین داده های روزانه نسبت به داده های هفتگی و ماهانه است؛ که این موضوع در تحلیل جریان های سیلابی و استخراج مشخصه های آن از اهمیت به سزایی برخوردار است. با اثبات وجود آشوب در سری های زمانی در جریان رودخانه در مقیاس های مختلف، استفاده از روش های پیش بینی بر پایه بازسازی فضای حالت را امکان پذیر نموده که این مورد جهت تحلیل خشکسالی ها، جریا نهای سیلابی و تحلیل حجم مخازن ذخیره سدها با روش های مختلف بر مبنای سری های زمانی، از جنبه های کاربردی موضوع است.

کلیدواژه ها:

بعد محاط ، زمان تاخیر ، فضای حالت ، هارست ، همبستگی