تحلیل جریان رودخانه کارون در سه مقیاس روزانه، ماهانه، و فصلی با استفاده از شاخص های نظریه آشوب

نظریه آشوب ابزاری مناسب برای تحلیل دادههای دبی جریان رودخانهها درنظر گرفته میشود. به دلیل ماهیت دینامیک و غیرخطی جریان رودخانهها، یکی از چالشهای مهم تشخیص رفتار جریان در مقیاسهای زمانی مختلف است. در تحقیق حاضر، به منظور بررسی آشوبپذیری دبی جریان رودخانه کارون در سه مقیاس زمانی روزانه، ماهانه، و فصلی، از آمار ۴۵ساله (۱۳۴۶- ۱۳۹۰) ایستگاه هیدرومتری ملاثانی استفاده شده است. برای تعیین آشوبناکی جریان، سه روش ۱. بازسازی فضای فاز؛ ۲. بعد همبستگی؛ ۳. بزرگترین نمای لیاپانوف بهکار رفته است. به منظور برآورد دو پارامتر زمان تاخیر و بعد محاط، از روش میانگین اطلاعات متقابل و روش نزدیکترین همسایه کاذب استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در مقیاس ماهانه، به دلیل بعد همبستگی غیرصحیح (۷۰۴/۲)، دبی جریان رودخانه آشوبناک و پیشبینیشدنی است. مقادیر بزرگترین نمای لیاپانوف برای مقیاسهای روزانه، ماهانه، و فصلی بهترتیب ۰۰۱۷/۰، ۰۰۹۳/۰، و ۰۳۳۴/۰ بهدست آمده است. مثبتبودن این مقادیر نیز نشاندهنده آشوب و حساسیت نسبت به شرایط اولیه سیستم است. در مقیاسهای روزانه و فصلی، روند تغییرات بعد همبستگی در برابر بعد محاط نشان داد که رفتار جریان تصادفی است و بنابراین جریان رودخانه پیشبینینشدنی است.

کلیدواژه ها:

بزرگترین نمای لیاپانوف ، بعد همبستگی ، پیشبینی ، مقیاس زمانی ، نظریه آشوب