مقایسه مدل‌های خطی و غیرخطی سری‌زمانی در پیش‌بینی جریان رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه باراندوزچای ارومیه)

Abstract

پیش­بینی دقیق جریان رودخانه­ با استفاده از مدل­های رایج سری­های زمانی، فیزیکی- مفهومی و رگرسیونی در مدیریت علمی منابع آب­های سطحی اهمیت به­سزایی دارد. در این مطالعه دبی جریان روزانه و ماهانه رودخانه باراندوزچای ارومیه در دوره­ آماری 88-1352، با استفاده از مدل­های سری­زمانی خطی آرما[1] و غیرخطی دوخطی مدل­سازی شد. برای بررسی ایستایی سری­های جریان از آزمون ADF استفاده گردید. نتایج آین آزمون نشان داد که با حذف عوامل ناایستایی، سری­های جریان رودخانه ایستا می­شوند. برای بررسی شدت غیر خطی بودن سری­های ماهانه و روزانه جریان از آزمون BDS استفاده شد. نتایج نشان داد که سری ماهانه جریان، خاصیت غیرخطی خفیفی دارد اما سری روزانه جریان به شدت غیر خطی می­باشد. مدل­های AR(8) و BL(8,0,1,1) مدل­­های منتخب جریان ماهانه بوده که ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا در مدل خطی به ترتیب 906/0 و 892/2 مترمکعب در ثانیه و برای مدل غیرخطی 930/0 و 436/2 متر مکعب در ثانیه محاسبه گردیدند. برای جریان روزانه، مدل خطی AR(25) و مدل غیرخطی BL(25,0,1,1) انتخاب گردید که ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا در مدل خطی به ترتیب برابر 873/0 و 116/4 متر مکعب در ثانیه و برای مدل غیرخطی معادل 923/0 و 085/3 متر مکعب در ثانیه به دست آمد. طبق نتایج حاصله، استفاده از مدل دوخطی در مقیاس روزانه سبب کاهش مقدار خطا به میزان 33 درصد شد و ضریب همبستگی را 7/5 درصد افزایش داد. افزایش دقت مدل دوخطی در مقایسه با مدل خطی به دلیل خاصیت غیرخطی شدید مقیاس روزانه می­باشد.