بررسی الگوی آشوبی دبی جریان رودخانه دز در مقیاس های مختلف زمانی

یکی از چالش های مهم در علم هیدرولوژی، بررسی وجود خصوصیات مختلف در مقیاس های زمانی گوناگون است. با در نظر گرفتن رودخانه به عنوان سیستمی پویا و حساس به شرایط اولیه، از طریق به کارگیری تحلیل های غیرخطی و آشوبی می توان به مطالعه رفتار دبی جریان رودخانه ها پرداخت. امکان وجود رفتار آشوبی در دبی جریان رودخانه دز، در مقیاس های مختلف زمانی (روزانه، ماهانه و فصلی) در ایستگاه هیدرومتری بامدژ طی دوره آماری ۳۱ ساله (۹۰-۱۳۶۰) بررسی شد و از چهار روش دینامیک غیرخطی ۱) بازسازی فضای فاز، ۲) روش بعد همبستگی، ۳) تعیین بزرگ ترین نمای لیاپانوف و ۴) محاسبه نمای هرست استفاده شد. برای برآورد دو پارامتر زمان تاخیر و بعد محاط، از روش میانگین اطلاعات متقابل (AMI)‎ و الگوریتم نزدیک ترین همسایه کاذب (FNN)‎ استفاده شد. نتایج به دست آمده، نشان داد که زمان تاخیر برای داده های روزانه، ماهانه و فصلی به ترتیب ۸۰ روز، ۲ ماه و ۲ فصل و بعد محاط بهینه به ترتیب ۱۰، ۳ و ۱ است. در هر دو مقیاس روزانه و ماهانه، به دلیل بعد همبستگی غیرصحیح، بزرگ ترین نمای لیاپانوف مثبت و نمای هرست مخالف ۵‎/۰، دبی جریان رودخانه آشوبی است. با توجه به رفتار آشوبناک دبی جریان رودخانه دز در مقیاس های روزانه و ماهانه، امکان و قابلیت پیش بینی دبی در این دو مقیاس وجود دارد؛ ولی در مقیاس فصلی، به دلیل عدم وجود بعد همبستگی، رفتار جریان تصادفی به دست آمد.

کلیدواژه ها:

نمای هرست ، بعد همبستگی ، فضای فاز ، نمای لیاپانوف