بررسي و پيش بيني روند تغييرات پارامترهاي اقليمي بر دبي (مطالعه موردي: حوزه آبخيز گدار خوش)

Investigation and prediction of the changing trend of climate parameters on Discharge (Case Study: Godarkhosh Subbasin)

پيش بيني جريان رودخانه ها يكي از مهم ترين مسائل در برنامه ريزي و مديريت بهينه آنها در جهت توليد انرژي برق آبي و تخصيص آب به منابع مصرف، محسوب مي شود. جريان رودخانه به عنوان يكي از متغيرهاي اقليمي است كه بر منابع آب يك منطقه به طور جدي اثرگذار است. در اين مطالعه به منظور دست يابي به مدلي جهت پيش بيني و مديريت صحيح منابع آب سطحي در مناطق خشك و نيمه خشك، ابتدا روند تغييرات پارامتري اقليمي دما، بارش و سپس روند تغيير پارامتر هيدرولوژيكي (دبي) براساس آزمون من - كندال بررسي گرديد و سپس دبي جريان ماهانه رودخانه گدارخوش در دوره آماري 1391-1370 با استفاده از سري زماني خطي آريماي فصلي مدل سازي و پيش بيني گرديد. براي بررسي ايستايي مدل از آزمون خودهمبستگي (ADF) و خودهمبستگي جزئي (PACF) استفاده شد. نتايج آزمون من كندال نشان دهنده رونددار بودن پارامترهاي دما، بارش و دبي در ايستگاه هاي مورد مطالعه در سطح اطمينان 99 درصد مي باشد، كه به صورت افزايشي در دما و كاهشي در دبي و بارش در تمام ايستگاه ها مشاهده گرديد. نتايج آزمون سري زماني هم چنين نشان دهنده نايستايي سري جريان رودخانه بود كه با آزمون تفاضل درجه يك، داده ها ايستا شدند. سپس مدل هاي مختلف به سري هاي ايستا شده برازش داده شد و در نهايت مدل (0،1،1) (1،0،0) ARIMA به عنوان مدلي مناسب جهت پيش بيني دبي انتخاب گرديد و دبي به مدت 4 سال از 1395-1392 پيش بيني شد. نتايج پيش بيني بر اساس مدل (0،1،1) (1،0،0) ARIMA در رودخانه گدار خوش حاكي از افزايش دبي در آخر دوره (سال 1394) بود كه براساس آمار بارش سازمان هواشناسي در سال آبي 1395-1394، مدل برازش يافته پيش بيني دبي را به خوبي انجام داده است. بنابراين به كار گيري مدل هاي سري زماني مي تواند در مديريت منابع آبي از طريق پيش بيني و تعيين روند تغييرات پارامترهاي اقليمي در آينده مفيد باشد.

Predicting of the river discharge is one of the most important issues in the planning and management of water resources in terms of energy generation, water allocation and use of water resources. In this study, the trend of climate parameters such as temperature and precipitation and so discharge as a hydrologic parameter were investigated based on the Mann-Kendall test and then was modeled and predicted the discharge of monthly streamflow Godarkhosh in the period 1992-2012, using linear time series SARIMA. To investigate the static model, tests autocorrelation (ADF) and partial autocorrelation (PACF) were used. The results of the Mann- Kendall test indicated the temperature parameter has an increasing trend and precipitation and discharge parameters showed reduction trend at all stations of the studied area at 99% confidence level. Also, the result of time series model indicated that the time series data of river flow were non-static data that with the differencing method, the non-static data transformed into static data. Then different models were fitted into static series to estimate the river flow and finally, model ARIMA (1, 0, 0) (0, 1, 1) was selected as an appropriate model to predict discharge and the river flow was predicted for 4 years from 2013 to 2016. The results showed that the discharge has increased at the end of the period, in which the model estimated river flow as well based on rainfall data from Meteorological Organization in the 2015-2016 year. Therefore, application of time-series models in water resources management can be useful.