تحلیل جریان رودخانۀ کارون در سه مقیاس روزانه، ماهانه، و فصلی با استفاده از شاخصهای نظریۀ آشوب
نویسندگان
1 استادیار، دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
2 استاد، دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
3 استادیار، دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
4 کارشناسارشد، دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه سمنان
doi
10.22059/jphgr.2018.234491.1007061چکیده
نظریة آشوب ابزاری مناسب برای تحلیل دادههای دبی جریان رودخانهها درنظر گرفته میشود. به دلیل ماهیت دینامیک و غیرخطی جریان رودخانهها، یکی از چالشهای مهمْ تشخیص رفتار جریان در مقیاسهای زمانی مختلف است. در تحقیق حاضر، به منظور بررسی آشوبپذیری دبی جریان رودخانة کارون در سه مقیاس زمانی روزانه، ماهانه، و فصلی، از آمار 45ساله (1346- 1390) ایستگاه هیدرومتری ملّاثانی استفاده شده است. برای تعیین آشوبناکی جریان، سه روشـ 1. بازسازی فضای فاز؛ 2. بُعد همبستگی؛ 3. بزرگترین نمای لیاپانوفـ بهکار رفته است. به منظور برآورد دو پارامتر زمان تأخیر و بُعد محاط، از روش میانگین اطلاعات متقابل و روش نزدیکترین همسایة کاذب استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در مقیاس ماهانه، به دلیل بُعد همبستگی غیرصحیح (704/2)، دبی جریان رودخانه آشوبناک و پیشبینیشدنی است. مقادیر بزرگترین نمای لیاپانوف برای مقیاسهای روزانه، ماهانه، و فصلی بهترتیب 0017/0، 0093/0، و 0334/0 بهدست آمده است. مثبتبودن این مقادیر نیز نشاندهندة آشوب و حساسیت نسبت به شرایط اولیة سیستم است. در مقیاسهای روزانه و فصلی، روند تغییرات بُعد همبستگی در برابر بُعد محاط نشان داد که رفتار جریان تصادفی است و بنابراین جریان رودخانه پیشبینینشدنی است.