بررسی ارتباط بین شاخص های نظریه آشوب در رفتارنگاری جریان رودخانه ای در مقیاس های زمانی کوتاه مدت

در پژوهش حاضر، تاثیر تغییرات مقیاس زمانی بر آشوبناکی و دامنه آشوبناکی دبی جریان ایستگاه های بالادست و پایین دست مخزن سد زاینده رود، روند تغییرات بعد همبستگی جریان و افق پیش بینی، طی 43 سال (92- 1350) مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. همچنین، ارتباط بین بعد همبستگی و افق پیش بینی در گذر زمان مشخص شده است. بدین منظور، دبی ایستگاه های هیدرومتری اسکندری، قلعه شاهرخ، پل زمانخان و پل­کله در چهار مقیاس زمانی روزانه، 3، 5 و 7 روزه به کار برده شده است. به عنوان گام نخست، زمان تاخیر و بعد محاط سیستم از روش میانگین اطلاعات متقابل و نزدیکترین همسایگان کاذب محاسبه گردیده است. سپس، بعد فرکتالی سیستم با استفاده از روش بعد همبستگی تخمین زده شده است. در ادامه، با استفاده از شاخص نمای لیاپانوف، افق پیش بینی در سری های آشوبناک برآورد گردیده است. نتایج حاکی از آن است که دبی جریان در مقیاس 5 روزه در ایستگاه پل زمانخان و 7 روزه در ایستگاه های پل زمانخان و اسکندری، رفتار تصادفی دارد و در بقیه مقیاس ها، آشوبناک می­باشد. ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ و پل زمانخان در تمام مقیاس های آشوبناک، دارای آشوب کم دامنه هستند. در ایستگاه پل کله، دبی جریان در مقیاس روزانه دارای آشوبناکی کم بوده و در مقیاس های 3، 5 و 7 روزه دارای آشوب با دامنه متوسط است. نتایج دیگر نشان­دهنده آن است که با افزایش مقیاس زمانی، بعد همبستگی افزایش و افق پیش بینی کاهش می­یابد. از سوی دیگر، با توجه به نمای لیاپانوف، ایستگاه های بالادست دریاچه زاینده رود در تمام مقیاس ها نسبت به ایستگاه های پایین دست از افق پیش بینی بیشتری برخوردار هستند.

Keywords:

رفتارنگاری جریان , نظریه آشوب , مقیاس زمانی , دامنه آشوبناکی , افق پیش بین