پیش بینی بلند مدت جریان رودخانه با استفاده از روش تحلیل طیف تکین در حوضه کرخه

Abstract

در ده‌های گذشته روش‌های مختلفی برای تجزیه و تحلیل و پیش‌بینی متغیرهای فیزیکی استفاده شده است. یکی از آنها، روش آماری تحلیل طیف تکین (SSA) می‌باشد. SSA از روش‌های مورد استفاده در مدل‌سازی فرایندهای مختلف آماری است و اخیراً استفاده از آن در رشته‌های مختلف مهندسی از جمله منابع آب به منظور حذف اجزاء تصادفی موجود در سری‌های زمانی گسترش یافته است. هدف اصلی از این تحقیق پیش‌بینی مقادیر جریان رودخانه‌های حوضه کرخه با استفاده از روش SSA می-باشد. ابتدا ایستگاه‌های شاخص در حوضه کرخه (پنج ایستگاه) برای این کار انتخاب گردید. دوره پر آبی ایستگاه‌ها تعیین شد. برای مدل‌سازی 70 درصد داده‌ها برای واسنجی و 30 درصد داده‌ها برای صحت‌سنجی در نظر گرفته شد. ابتدا از روش SSA برای پردازش اولیّه داده‌ها و حذف نوفه موجود در سری‌های زمانی جریان رودخانه استفاده شد. سپس از الگوریتم بازگشتی روش SSA برای ساخت مدل پیش‌بینی آبدهی رودخانه در ایستگاه‌های حوضه کرخه استفاده شد. برای بررسی عملکرد مدل از معیار جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده، میانگین قدرمطلق خطای نسبی و ضریب همبستگی استفاده گردید. در مرحله صحت-سنجی بیشترین مقدار آماره NRMSE و MARE به‌ترتیب برابر 0.47 و 0.5برای ایستگاه‌های پل‌چهر بود. کمترین مقدار آماره NRMSE برای ایستگاه پل دختر و چم انجیر نزدیک به هم و برابر 0.3 و 0.31 و کمترین مقدار آماره MARE برای ایستگاه چم انجیر و پل دختر، نزدیک به هم و برابر 0.29 و 0.30 بود. در نهایت بهترین و ضعیف‌ترین نتیجه در دو مرحله واسنجی و صحت سنجی به‌ترتیب برای ایستگاه‌های چم انجیر و پل‌چهر به‌دست آمد. بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان با به‌کارگیری روش SSA مقادیر جریان رودخانه را با دقت مناسب پیش‌بینی نمود.