ارزيابي آشوبناكي و تصادفي بودن سيستم ديناميك دبي جريان رودخانه با بكارگيري نظريه آشوب

Evaluation of chaosity and stochasticity of river discharge dynamic system using the chaos theory

اولين گام در بهره گيري از مفاهيم و توانايي هاي مرتبط با نظريه آشوب و سيستم هاي ديناميك آشوبناك هيدرولوژيكي، تعيين آشوبناكي يك سيستم مي باشد. در تحقيق پيش رو آشوب‌پذيري سري‌هاي زماني دبي در سه ايستگاه پل بافت، پل‌كهنه و قره‌باغستان واقع بر رودخانه بافت در استان كرمان در دو مقياس روزانه و هفتگي و رودخانه قره‌سو در كرمانشاه در سه مقياس روزانه، هفتگي و ماهانه مورد بررسي قرار مي گيرد. به منظور تعيين آشوبناك بودن سري زماني دبي جريان از روش بازسازي فضاي فاز به روش تاكنز و تعيين بعد همبستگي استفاده شده است. بر اساس نتايج حاصله، سري زماني دبي در رودخانه بافت در مقياس هاي روزانه و ماهانه آشوبناك نبوده و رفتاري كاملا تصادفي دارد. افزون بر اين محاسبات مربوط به سري زماني دبي در ارتباط با حوضه آبخيز قره سو مربوط به ايستگاه هاي پل كهنه و قره‌باغستان نشان دهنده بعد محاط در سري زماني دبي روزانه، هفتگي و ماهانه به ترتيب برابر با 39 روز، 14 هفته و 4 ماه براي ايستگاه پل كهنه و به ترتيب برابر با 34 روز، 11 هفته و 9 ماه براي ايستگاه قره‌باغستان است. شايان ذكر است كه بر خلاف تصادفي بودن سري زماني دبي در رودخانه بافت، بررسي سيستم ديناميك رودخانه در مقياس هاي زماني روزانه، هفتگي و ماهانه در ايستگاه هاي پل كهنه (با ابعاد همبستگي 2، 4، 6) و قره¬باغستان (با ابعاد همبستگي 4، 4، 2) حوضه آبريز قره‌سو، بيانگر آشوبناك بودن رفتار جريان مي باشد.

The first step in exploiting concepts and abilities of the chaos theory and dynamic systems in hydrology is the evaluation of the system chaosity. In this study the chaosity of three hydrometric stations of Pole-Baft, Pole-Kohne and Qare-Baghestan in Baft River located in Kerman Province and Qare-Soo River located in Kermanshah Province is investigated based on daily, weekly and monthly time scales. In order to determine the chaosity of the discharge time series the phase space reconstruction method based on Taken’s theorem and correlation dimension technique have been applied. According to the obtained results, time series of river discharge in Baft River showed no chaosity and had a stochastic behavior. On the contrary, analysis showed that the river flow behavior of Qare-Soo River in two stations of Pole-Kohne and Qare-Baghestan is chaotic, having the correlation dimension equal to 2, 4 6 for Pole-Kohne station and 2, 4 4 for Qare-Baghestan station in daily, weekly and monthly time scales, respectively.