رفتارنگاری آشوبی رودخانه به کمک روش توسعه ی فضای فاز

نوع مقاله: یادداشت فنی (5 صفحه)

نویسندگان

1 استادیار/گروه مهندسی عمران.دانشگاه آزاد اسلامی. واحد مرودشت . مرودشت . ایران

2 دانشجوی دکتری /سازه هیدرولیکی.دانشگاه آزاد اسلامی.واحد استهبان.استهبان. ایران.

چکیده

مطالعات اخیر اهمیت روش توسعه فضای فاز به روش تأخیر زمانی را به عنوان روشی برای شناسایی آشوب به اثبات رسانده است. هدف از این تحقیق بررسی روش توسعه فضای فاز و تفسیر آنچه که در دیاگرام فضای فاز ترسیم می شود می باشد. در این پژوهش دبی روزانه، هفتگی و ماهیانه بند بهمن، واقع بر رودخانه قره آغاج در بین سال های 1348 تا 1385 مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا بعد تعبیه با استفاده از روش هندسه سیمپلکتیک برابر با 3 محاسبه گردید. سپس فضای فاز به روش تأخیر زمانی ترسیم گردید. نتایج حاصله بدین قرار است: برای داده های روزانه آشوب کمتری، بواسطه ابرگون بودن خطوط سیر در فضای فاز، نسبت به داده های هفتگی و ماهیانه دیده می شود. در طول این 37 سال 5 بارندگی شدید یک روزه در نزدیکی بند بهمن و 12 بارندگی سیل آسای یک روزه نیز در حوضه آبریز رودخانه اتفاق افتاده است. 6 بارندگی شدید یک هفته ای در نزدیکی بند بهمن و 11 بارندگی شدید یک هفته ای نیز در حوضه آبریز بوقوع پیوسته است. جریان ثابت رودخانه بصورت روزانه بین دبی 0 تا 140، هفتگی بین دبی 1.5 تا 60 و ماهیانه بین دبی 1 تا 23 متر مکعب بر ثانیه قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

chaotic monitoring of river flow using phase space reconstruction method

نویسندگان [English]

  • M.H Fattahi 1
  • M Tarahi 2
1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Islamic Azad University of Marvdasht, Marvdasht, Iran
2 Ph.D. student of Hydraulic Structures, Islamic Azad University of Estahban, Estahban, Iran.
چکیده [English]

Recent studies have proven the importance and functionality of phase space reconstruction model based on the delay time approach. The main scope in this research is to develop the phase space in order to analyse and describe the event along with. The flow discharge of Band-bahman station in daily, weekly and monthly scale between 1348 and 1385 have been considered. The embedding dimension has been calculated 3 based on the simplistic method first. Then the phase space have been developed using the time delay approach. Results indicate less chaotic manner for daily data according to cloudy trajectories of the phase space. Monthly and weekly flow time series indicate more chaotic manner. According to phase space analysis there have been 5 very heavy one day raining at Band-bahman station and 12 very heavy one day raining at basin could be distinguished. Besides, 6 intensive heavy raining with one week durability at the station and 11 at the basin are pointed. The river flow discharge have been varied between 0 to 140 cubic meter per second for daily scale, 1.5 to 60 cubic meter per second for weekly scale and 1 to 23 cubic meter per second for monthly scale data series.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phase space
  • Embedding dimension
  • Chaos Theory
Alvani M (1999) Reflection of effects of chaos theory in management. Quarterly (in Persian)

Ghilardi P, Rosso R (1990) Comment on chaos in rainfall. Water Resour, Res, 26 (8), 1837–1839

Ghorbani MA, Kisi O, Aalinezhad M (2010) A probe into the chaotic nature of daily streamflow time series by correlation dimension and largest Lyapunov methods. Applied Mathematical Modelling, 34, 4050–4057

Henon, M (1976) A two-dimensional mapping with a strange attractor. Common Math. Physic, 50, 69–77

Hense, A (1987) on the possible existence of a strange attractor for the southern oscillation. Beitr, Phys. Atmos, 60 (1), 34–47

Jayawardena, AW, Lai, F (1994) Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series. J. Hydrol, 153, 23–52

Koutsoyiannis, D, Pachakis, D (1996) Deterministic chaos versus stochasticity in analysis and modeling of point rainfall series. J. Geophys, Res, 101 (D21), 26 441–26 451

Porporato, A, Ridolfi, L (1996) Clues to the existence of deterministic chaos in river flow. Int. J. Mod, Phys. B 10, 1821–1862

Sivakumar, B, Liong, S-Y, Liaw, C-Y (1998) Evidence of chaotic behavior in Singapore rainfall. J. Am. Water Resour, Assoc, 34 (2), 301–310

Takens F (1981) Detecting strange attractors in turbulence. In D. A. Rand and L.-S. Young. Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Mathematics, vol. 898, Springer-Verlag, pp, 366–381

Tsonis, AA, Elsner, JB, Georgakakos, KP (1993) Estimating the dimension of weather and climate attractors: important issues about the procedure and interpretation, J. Atmos, Sci. 50, 2549– 2555