پیش‌بینی بارندگی و رواناب با الگوهای استوکستیک در سیستم آبهای سطحی (مطالعه موردی : حوضه آبریز سد کارده)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار /گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند.

2 مربی /گروه آمار و کامپیوتر، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

چکیده

از آنجایی که داده‌های هیدروکلیماتولوژی دارای تغییرات فصلی متاثر از فرایندهای تصادفی می‌باشند مدل‌های استوکستیک مناسبترین روش جهت پیش‌بینی متغیرهای تصادفی با روند فصلی است. در این مقاله برای پیش‌بینی بارندگی و رواناب یک یا چند گام جلوتر از مدل‌های فضای حالت مرتبه دوم استفاده شده است. بعلاوه متغیرهای ورودی و خروجی به صورت جداگانه مدل‌سازی شده و مدل‌های فصلی خانواده باکس و جنکینز در توصیف هر دو متغیر بکار رفته و برای حوضه آبریز کارده به مساحت 242 گیلومتر مربع واقع در شمال شرقی مشهد به اجرا در آمده است. مقادیر پیش‌بینی ماهانه بارندگی و رواناب شش ماه باقیمانده سال 2005 و شش ماه اول سال 2006 بر اساس مدل‌ها انجام و ارائه شده است. بدیهی است از این روش در حوضه‌های مشابه نیز می‌توان استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rainfall –Runoff Prediction By Stochastic Models (Case Study: Watershed of Kardeh Dam)

نویسندگان [English]

  • S. R Hashemi 1
  • S. M Amir Jahanshahi 2
1 Assistant professor, Dept. of Water Eng., Birjand University, Birjand, Iran
2 Instructor, Dept. of statistics&computer., Sistan & Balochestan University, Zahedan, Iran
چکیده [English]

Stochastic models are among the most suitable methods for predicting Hydro-climatological data with seasonal variability incorporated with random processes. State space model of the second order was utilized to predict rainfall - runoff for one or more lag times. The input-output variables were modeled separately and the seasonal models of Box and Jenkins family was applied for description of both variables in Kardeh basin. This basin is located in the north-east of Mashhad city with an area of 242 square kilometers. The predicted monthly values of rainfall and runoff were calculated for the second half of the year 2005 and the beginning six months of 2006. The procedure is applicable to other similar basins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • State space models
  • Box and Jenkins seasonal models
  • Stochastic models
  • Rain fall –Run off prediction

بزرگ‌‌نیا، ا. (1366)، تجزیه و تحلیل سری‌های زمانی (ترجمه)، انتشارات آستان قدس رضوی.        

نیرومند، ح. و بزرگ نیا، ا. (1372)، مقدمه‌ای بر تحلیلسر‌ی‌های زمانی (ترجمه)، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.

Brockwell  Peter,  j.  and Richard, A. D. (1998), "Introduction to time series and forecasting", Springer Pub, pp.251-303.

Box, G.E.P. and Jenkins, G.M. (1976), "time series Analysis: Forecasting and Control", Revised Edition, Holden- Day, San Francisco.

Kumar, A. (1978), "Comments on Forecasting Model", Water Resources Research.

Kashyap, R.L. and Rao, A.R. (1975), "Dynamic Stochastic Models Through Empirical Data", Academic press, New York.

Katsuhiko, O, (1976), "Modern control analysis", Tata Mac Graw Hill.

Kartvellishvili, N.A. (1985), "Theory of Stochastic Numerical Methods for Digital Computation", Gidrometeorologicheskae izdatel stvo  Leningrade.

Kushner, H.J. (1979), "Analysis of non linear Stochastic Systems with Wide Band Inputs", IEEE Transaction on Automatic control, pp.1072-1077.

Muzik (1974), "State Space Model", Journal of Hydrology, Vol 22, NR-314, pp.347-364.

Sinha,N.K. Kumar.A, (1973), "Modeling and identification of Stochastic System", Indian Institute of Technology, New Delhi.

Sinha, U. N. (1976), "Flood  forecasting in India", a mathematical modeling for simulation and solution of  water resources problem, proc. Symposium Bihar college of engineering, patna. pp.15-17.

Shibata, R. (1976), "Selection of the oder of an autoregressive Model" AIC. Biometrika Vol, 63, pp.117-126.

Singh, V.P. and Woolhiser, D.A. (2002), "mathematical modeling of watershed hydrology", journal of hydrologic engineering 7, . pp. 270-292.

Todini, E. (1978), "using a desk- top computer for an on line flood warning system IBM", journal of Research and Development,  22. . pp.464-471.

Wei, W. (1990), "Time series analysis, univariate and multivariate methods", Addison-Wesely, Masachusetts.

Zollosi, S. and Nagy, S. (1976), "An adaptive identification and prediction algorithm for real time forecasting of hydrological time series", Hydrological Science Bulletin, 21, . pp.163-176.