پیش ‏بینی و تحلیل روند پارامترهای کیفی آب رودخانه با استفاده از مدل سری زمانی AEIMA در حوضۀ آبخیز رودخانۀ کهمان

نویسندگان

1 استادیار، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی اکو‌هیدرولوژی، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

3 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

4 استادیار، دانشکدۀ علوم و فنون و نوین، دانشگاه تهران

5 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

doi
10.22059/ije.2017.60885
چکیده

رودخانۀ کهمان پرمنفعت‏ترین رودخانۀ شهرستان الشتر از نظر کشاورزی و پرورش ماهی است. به‌دلیل اینکه فرایندهای هیدرولوژی تصادفی‌اند، آمار و احتمال اساس تجزیه‏ و تحلیل پدیده‏های یادشده است، بنابراین از سری‏های زمانی استفاده می‏شود. در تحلیل سری ‏زمانی، مرحلۀ اول شامل نمایش نوسان پارامترها در طول زمان است، مرحلۀ دوم ایستا‌سازی داده‏ها، مرحلۀ سوم نرمال‏سازی و مرحلۀ چهارم شناسایی پارامترهای مدل است. درنهایت، برای سنجش دقت مدل در پیش‏بینی از شاخص مجذور میانگین مربعات خطا RMSE و معیار اطلاعاتی آکاییکه AIC استفاده شد. در این تحقیق روند تغییرات زمانی سه پارامتر ,pH HCO3 و Na که از پارامترهای مؤثر بر کیفیت آب شرب و کشاورزی هستند، در ایستگاه دره‌تنگ رودخانۀ کهمان طی سال‏های آماری 1366 تا 1392 ‌مطالعه شد. سپس بر‌اساس نمودار‏های سری زمانی داده‏ها و همچنین نمودار خود‌‏همبستگی جزئی، مدل ARIMA فصلی ضربی از بین مدل‏های سری زمانی انتخاب و در نرم‏افزارهای XLSTAT و MINITAB استفاده شد. برای HCO3 مدل بهینه برای پیش‏بینی 4(1،1،1)*(1،1،1) ARIMA و برای pH، 4(1،1،1)*(1،1،1) ARIMA تشخیص داده شد؛ ولی برای Na هیچ‏یک از مدل‏های ARIM مناسب تشخیص داده نشد. HCO3 معمولاً روند افزایشی دارد. محدودۀ تغییرات pH طبق نمودار سری‏های زمانی در محدودۀ بهینه 5/6 تا 5/8 قرار دارد. Na به‌دلیل نبود سازندهای نمکی در حوضۀ آبخیز رودخانۀ کهمان معمولاً روند ثابتی دارد و افزایشی نیست.