بررسی رابطه بین فرآیندهای هیدرولوژیک بارش، تبخیر و جریان رودخانه با استفاده از مدل سری‌های زمانی خطی (مطالعه موردی: حوضه های غرب دریاچه ارومیه)

آب و خاک

مقاله 5، دوره 29، شماره 1، فروردین 1394، صفحه 85-101   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.33519

نویسندگان

مجتبی مروج؛ کیوان خلیلی؛ جواد بهمنش^*

دانشگاه ارومیه

چکیده

فرآیندهای طبیعی کنترل کننده منابع آب نقش مهمی در کنترل مدیریت منابع آب دارند. برای درک رابطه بین این فرآیندها و نحوه اثرگذاری آن‌ها بر یکدیگر لازم است که مدل سازی و شبیه سازی تک تک این فرآیندها با دید جامع صورت گیرد. در تحقیق حاضر رابطه بین فرآیندهای هیدرولوژیک بارش، تبخیر و جریان رودخانه با نگرش بر رابطه بین مولفه های سری های زمانی و رابطه بین مدل های منتخب، در حوضه های غرب دریاچه ارومیه با استفاده از تحلیل سری های زمانی در مقیاس ماهانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ارتباط بین مولفه ی روند سری های زمانی این فرآیندها با یکدیگر است. در حوضه نازلوچای رابطه مستقیم روند بارش و جریان رودخانه مشاهده شد. هم‌چنین در رابطه با مدل های منتخب، در حوضه های زولاچای، نازلوچای و شهرچای که بارش از مدل خود ظهمبسته تبعیت می کند، دبی نیز رفتار خودهمبسته نشان داد. درحالی‌که در حوضه ی باراندوزچای که بارش از مدل میانگین متحرک پیروی می کند بخش میانگین متحرک در مدل دبی نیز مشاهده گردید. در نتیجه با مدل سازی همزمان پارامترهای مختلف هیدرولوژیک می توان انتخاب مدل را بهبود بخشید. علاوه بر آن مشاهده شد که در حوضه های اقلیمی مشابه، فرآیندهای هیدرولوژیک از مدل‌های مشابه پیروی نمودند.

کلیدواژه‌ها

ایستایی؛ روند؛ مدل ARMA؛ مولفه های چرخه آبی

مراجع

1- Ahmadi F., Khalili K., and Moravej M. 2012. Detecting trend change point of annual stream flow of Lake Urmia basin's rivers. International conference of Lake Urmia, 8-10 December, Urmia, Iran.

2- Ahmadi F. 2013. Modeling stream flow time series by time series models and genetic programming (case study: Barandoozchay river). MSc thesis, faculty of irrigation, agriculture department, Tabriz University.

3- Azad-talatape N., Behmanesh J., and Montaseri M. 2013. Evapotranspiration prediction using linear time series. Journal of water and soil, 27(1):213-223.

4- Bartlett M.S. 1950. Periodogram analysis and continuous spectra, Biometrika, 37:1-16.

5- Birsan M., Zaharia L., Branescu E. and Chendes V. 2008. Trends in Romanian Stream flow over the second half of the 20th Century. Geophysical Research Abstracts, 10: EGU 2008 – A – 10880: 1607 – 7962.

6- Burn D.H. and Hag Elnur M.A. 2002. Detection of Hydrologic trends and variability, Journal of Hydrology, 255: 107-122.

7- Dickey D.A. and Fuller W.A. 1979. Distribution of the estimators for autoregressive time series with a unit root. Journal of American Statistical Association. 74: 423-431.

8- Karamouz M., Araghinezhad S.H. 2010. Advanced hydrology. 2nd edition, Amir Kabir publication, Tehran, Iran, 464 pp.

9- Kendall M.G. 1938. A new measure of rank correlation, Biometrika 36: 81-93.

10- Khalili K. 2001. Drought frequently analysis and reservoir desighn for agricultural and domestic demands (case study: Shahrchay river). MSc thesis, faculty of irrigation, agriculture department, Tabriz University.

11- Khalili K., Hesari B. 2004. Meteorological drought prediction using time series models (case study: Urmia synoptic station). 1st conference of Water Resources Management, 16-17 November, Tehran, Iran.

12- Khalili K., Fakherifard A. 2007. Drought frequently analysis and reservoir design for agricultural and domestic demands. 3rd congress of civil engineering, 1-3 May, Tabriz, Iran.

13- Khalili K., Fakherifard A., Dinpazhoh Y., and Ghorbani, M. 2010. Trend and stationarity analysis for time series modeling. Journal of water and soil science, 20(1): 61-72.

14- Khalili K., Fakherifard A., Dinpazhoh Y., and Ghorbani, M. 2011. Investigation of non-linearity of stream flow using BDS test. Journal of water and soil science, 21(2): 25-37.

15- Kwaitowski D., Phillips P.C.B., Schmidt P. and Shin Y. 1992. Testing the null hypothesis of stationarity against the null hypothesis of a unit root. Journal of Econometrics 54, 159–78.

16- Loucks D.P., Stedinger J.R., and Haith D.A. 1981. Water Resources System Planning and Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.

17- Machiwal D. and Jha M.K. 2012. Hydrologic time series Analysis: Theory and Practice. Springer, Netherlands, with Capital Publishing Company, New Delhi, India, 303 pp.

18- Mann H.B. 1945. Nonparametric test against trend, Econometrica 13: 245-259.

19- Miller R.B. 1979 Book review on “An Introduction to Bilinear Time Series Models” by Granger, C. W. and Andersen, A. P., J. Amer. Statist. Ass., 74, 927.

20- Mirabbasi R., and Dinpazhoh Y. 2010. Trend detection of stream flow in north-western parts of Iran in past 3 decades. Journal of water and soil, 24(4): 757-758.

21- Moravej M., Khalili K., Ahmadi F., and Behmanesh J. 2013. Relationship of drought trend and climate change in western basins of Lake Urmia. 2nd International Conference on plant, water, soil and weather modeling, 8-9 May, Kerman, Iran

22- Naveh H., Khlili K., Alami M., and Behmanesh J. 2012. Prediction of stream flow using Bi-linear models (case study: Shahrchay and Barandoozchay rivers). Journal of water and soil, 26(5): 1299-1307.

23- Safavi H. 2009. Engineering hydrology. 2nd edition, Arkan Danesh publication, Isfahan, Iran, 724 pp.

24- Salas J.D., Delleur J.W., Yevjevich V. and Lane W.L. 1980. Applied Modeling of Hydrologic Time Series. Water Resources Publications, Littleton, CO.

25- Salas J.D. 1993. Analysis and modeling of hydrologic time series. In: D.R. Maidment (editor-in-chief), Handbook of Hydrology. McGraw-Hill, Inc., USA, pp. 19.1-19.72.

26- Said S.E. and Dickey D. 1984. Testing for unit roots in autoregressive moving-average models with unknown order. Biometrika. 71: 599-607.

27- Wang W., Van Gelder P.H.A.J.M., Vrijling J.K., and Ma J. 2005. Testing and modelling autoregressive conditional heteroskedasticity of streamflow processes. Nonlinear. Processes Geophys., 12, 55–66, doi:10.5194/npg-12-55.

28- Wang W., Van Gelder P.H.A.J.M. and Vrijling J.K. 2005. Trend and stationary analysis for streamflow processes of rivers in Western Europe in 20th century, IWA International Conference on Water Economics, Statistics and Finance Rethymno, Greece.

29- Xu Z., liu Z., Fu G. and Chen Y. 2010. Trends of major of Hydro climatic variables in the Tarim River basin during the past 50 years. Journal of Arid Environments, 74: 256-267.