فرشاد فتحیان؛ احمد فاخری فرد؛ یعقوب دین پژوه؛ سید سعید موسوی ندوشنی
چکیده
مدلهای سری زمانی از ابزارهای مهم در مدل‌سازی و پیش‌بینی فرآیندهای هیدرولوژیکی است که به منظور طراحی و مدیریت علمی پروژه‌های منابع آب به کار می‌روند. در این تحقیق به منظور مدل‌سازی میانگین دبی روزانه 6 ایستگاه آبسنجی واقع در بالادست سد زرینه‌رود از مدلهای خطی خودهمبسته میانگین متحرک (ARMA) و غیرخطی خودهمبسته آستانه (TAR) 2 و 3 رژیمی ...
بیشتر
مدلهای سری زمانی از ابزارهای مهم در مدل‌سازی و پیش‌بینی فرآیندهای هیدرولوژیکی است که به منظور طراحی و مدیریت علمی پروژه‌های منابع آب به کار می‌روند. در این تحقیق به منظور مدل‌سازی میانگین دبی روزانه 6 ایستگاه آبسنجی واقع در بالادست سد زرینه‌رود از مدلهای خطی خودهمبسته میانگین متحرک (ARMA) و غیرخطی خودهمبسته آستانه (TAR) 2 و 3 رژیمی استفاده شده است. به دلیل اینکه داده‌ها دارای نوسانات فصلی می‌باشند، در ابتدا داده‌های دبی روزانه برای یک دوره 15 ساله (2011-1997)، با استفاده از سری فوریه و برآورد شاخص‌های آماری نظیر میانگین و انحراف استاندارد، استاندارد شدند. سپس، داده‌های استاندارد شده برای یک دوره 13 ساله (2009-1997) واسنجی و یک دوره 2 ساله (2011-2010) صحت‌سنجی شدند. در نهایت، مدلهای خطی و غیرخطی مناسب با استفاده از معیارهای آکائیکه و آزمون استقلال باقیمانده‌های مدل (Ljung-Box) انتخاب شدند. نتایج این تحقیق نشان داده است که بر اساس معیارهای ارزیابی، عملکرد مدلهای غیرخطی آستانه 2 و 3 رژیمی برای همه ایستگاه‌ها دارای برتری نسبت به مدل خطی در مدل‌سازی جریان روزانه رودخانه‌های بالادست سد زرینه رود می‌باشد. همچنین مدل‌سازی و مقایسه مدلهای غیرخطی آستانه نشان داد که مدل غیرخطی 3 رژیمی دارای معیارهای ارزیابی مناسب‌تری نسبت به مدل 2 رژیمی می‌باشد.
فرشاد فتحیان؛ احمد فاخری فرد؛ یعقوب دین پژوه؛ سید سعید موسوی ندوشنی
چکیده
یکی از ابزارهای مهم برای ارزیابی و مدل‌سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی، به منظور حل مسائل مرتبط به مدیریت منابع آب، مدلهای سری زمانی می‌باشد. فرآیند جریان رودخانه معمولاً به صورت مکانیسم غیرخطی در نظر گرفته می‌شوند، درحالی که در بسیاری از مطالعات به منظور مدل‌سازی سری‌های زمانی دبی رودخانه از مدلهای خطی استفاده می‌شوند. در این ...
بیشتر
یکی از ابزارهای مهم برای ارزیابی و مدل‌سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی، به منظور حل مسائل مرتبط به مدیریت منابع آب، مدلهای سری زمانی می‌باشد. فرآیند جریان رودخانه معمولاً به صورت مکانیسم غیرخطی در نظر گرفته می‌شوند، درحالی که در بسیاری از مطالعات به منظور مدل‌سازی سری‌های زمانی دبی رودخانه از مدلهای خطی استفاده می‌شوند. در این مطالعه، سری زمانی دبی روزانه 6 ایستگاه آبسنجی واقع بر رودخانه‌های حوضه بالادست سد زرینه‌رود برای دوره آماری 2011-1997، به منظور بررسی ایستایی و غیرخطی بودن در نظر گرفته شده‌اند. این 15 سال داده دارای دوره زمانی مشترک (طول داده‌ها 5475 عدد) و دارای صحت و سقم کافی می‌باشند. در این مطالعه، برای بررسی ایستایی از آزمون‌های ADF و KPSS و برای بررسی غیرخطی بودن از آزمون‌های BDS، Keenan و TLRT استفاده شده است. در مورد تحلیل ایستایی، نتایج نشان داد که سری زمانی دبی روزانه همه ایستگاه‌ها به طور معنی‌داری ایستا هستند. بر اساس آزمون BDS، نتایج نشان داد که سری‌های روزانه ماهیت غیرخطی شدیدی دارند، اما بر اساس آزمون Keenan با لگاریتم‌گیری و غیرفصلی کردن می‌توان رفتار خطی را در آنها مشاهده کرد. نتایج آزمون TLRT نیز نشان داد که داده‌ها دارای رفتار غیرخطی بوده و می‌توان مدلهای غیرخطی خودهمبسته آستانه مناسب را بر آنها برازش داد. بنابراین، به منظور مدل‌سازی سری‌های زمانی دبی روزانه می‌توان مدلهای خطی و غیرخطی را استفاده کرد و نتایج آنها را مورد ارزیابی قرار داد.
احمد فاخری فرد؛ وحید نورانی؛ فائقه نیازی
چکیده
پیش بینی سیلاب ها نقش مهمی در برنامه ریزی های هیدرولوژیکی، طراحی ابعاد سازه های هیدرولیکی، مدیریت منابع آب و یا طراحی پایدار نظیر مدیریت و کنترل سیلاب دارد. توسعه سریع حوضه های شهری و افزایش ساخت و ساز و در نتیجه کاهش نقاط نفوذپذیر در سطح حوضه ها باعث توجه بیشتری به هیدرولوژی شهری گردیده است. مدل های هیدروگراف واحد که از تئوری سیستم ...
بیشتر
پیش بینی سیلاب ها نقش مهمی در برنامه ریزی های هیدرولوژیکی، طراحی ابعاد سازه های هیدرولیکی، مدیریت منابع آب و یا طراحی پایدار نظیر مدیریت و کنترل سیلاب دارد. توسعه سریع حوضه های شهری و افزایش ساخت و ساز و در نتیجه کاهش نقاط نفوذپذیر در سطح حوضه ها باعث توجه بیشتری به هیدرولوژی شهری گردیده است. مدل های هیدروگراف واحد که از تئوری سیستم خطی حاصل می گردند، جهت بررسی اثر شهرسازی بر فرآیند بارش- رواناب مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مطالعه اثر کاربری اراضی بر مدل 4GUHCR در نظر گرفته شده و مدل 5GUHRLU ارائه شده است. این مدل ها و مدل مفهومی نش در یک حوضه متشکل از دو زیر حوضه با کاربری اراضی متفاوت، مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آنها با هیدروگراف مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد اگرچه مدل های مورد بررسی هیدروگراف را در خروجی حوضه با دقت قابل قبولی پیش بینی می کنند، تنها در مدل ارائه شده GUHRLU به دلیل در نظر گرفتن اثر کاربری اراضی، در خروجی زیر حوضه نتایج مطلوبی حاصل می گردد. مدل گرده ای نش هیدروگراف را تنها در خروجی حوضه محاسبه می کند و هیچ اطلاعی از خصوصیات داخلی حوضه بدست نمی دهد و یک مدل کاملا مفهومی است، لذا بررسی هیدروگراف زیر حوضه ای با استفاده از این مدل امکان پذیر نمی باشد. میانگین معیار نش- ساتکلیف در خروجی زیر حوضه داخلی در مرحله صحت سنجی برای دو مدل GUHCR و GUHRLU به ترتیب برابر 47/0 و 78/0 می باشد. با استفاده از مدل GUHRLU مقادیر خطای دبی پیک و حجم هیدروگراف زیر حوضه ای حدود 40 درصد نسبت به مدل GUHCR بهبود می یابد.
احمد فاخری فرد؛ یعقوب دین پژوه؛ فرشاد احمدی؛ جواد بهمنش
چکیده
استفاده از مدلهای سری زمانی یکی از راههای کاربردی در شبیه سازی و پیش بینی داده های هیدرولوژیکی است. یکی از نقاط ضعف مدل-های سری زمانی در پیش بینی داده های هیدرولوژیکی، نحوه تولید داده های تصادفی است. به طوریکه داده های تولیدی نیز با تغییر سری تصادفی، تغییر خواهند کرد. این تحقیق با الگوی غیرخطی ARCH بخش تصادفی مدل سری زمانی مختص آن رودخانه ...
بیشتر
استفاده از مدلهای سری زمانی یکی از راههای کاربردی در شبیه سازی و پیش بینی داده های هیدرولوژیکی است. یکی از نقاط ضعف مدل-های سری زمانی در پیش بینی داده های هیدرولوژیکی، نحوه تولید داده های تصادفی است. به طوریکه داده های تولیدی نیز با تغییر سری تصادفی، تغییر خواهند کرد. این تحقیق با الگوی غیرخطی ARCH بخش تصادفی مدل سری زمانی مختص آن رودخانه را مدل سازی می کند. سپس سری تصادفی تولید می شود. مدل تلفیقی پیشنهادی BL-ARCH برای پیش بینی جریان رودخانه، با تلفیق مدل ARCH و مدل غیرخطی BL ارائه گردیده است. داده های روزانه 31 ساله دبی رودخانه شهرچای ارومیه واقع در غرب دریاچه ارومیه و استان آذربایجان غربی، برای پیش بینی 11 ساله جریان رودخانه استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که مدل تلفیقی پیشنهادی با خطای 52/4، نسبت به مدل دوخطی با خطای77/6 برازش بهتری نسبت به مدل دوخطی دارد. این مدل می تواند در پیش بینی جریان های کوتاه مدت رودخانه به ویژه جریان های روزانه به کارگرفته شود.
مرضیه قربانی اقدم؛ یعقوب دین پژوه؛ احمد فاخری فرد؛ صابره دربندی
چکیده
روش های تحلیلی کاهش ابعاد داده ها مانند PCA برای درک صحیحی از عوامل مؤثر بر تغییرات اقلیمی با توجیه قسمت مهمی از کل واریانس با تعداد محدودی از مولفه های اصلی، در برنامه‌ریزی منابع آب حائز اهمیت است. روش تجزیه به عامل ها در این تحقیق به عنوان تصویرکننده فضای اطلاعات روی محورهای محدود و معین استفاده شده است. هدف اصلی این مطالعه پهنه بندی ...
بیشتر
روش های تحلیلی کاهش ابعاد داده ها مانند PCA برای درک صحیحی از عوامل مؤثر بر تغییرات اقلیمی با توجیه قسمت مهمی از کل واریانس با تعداد محدودی از مولفه های اصلی، در برنامه‌ریزی منابع آب حائز اهمیت است. روش تجزیه به عامل ها در این تحقیق به عنوان تصویرکننده فضای اطلاعات روی محورهای محدود و معین استفاده شده است. هدف اصلی این مطالعه پهنه بندی حوضه آبریز دریاچه ارومیه از نظر خشکسالی با روش تجزیه به عامل ها است. آمار بارش های ماهانه 30 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 2009-1972 استفاده شد. شاخص بارش استاندارد (SPI)، برای هر یک از ایستگاه های منتخب در دو مقیاس 3 و 12 ماهه به کار برده شد. تجزیه به عامل های مربوط به داده های SPI برای پهنه-بندی منطقه از نظر مشخصه های خشکسالی انجام گردید. همگنی نواحی به دست آمده با روش آماره S ویلتشایر بررسی شد. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی SPI سه ماهه (دوازده ماهه) نشان داد که تعداد 5 (6) عامل ویژه بزرگتر از یک دارند و 08/68 (88/78) درصد از واریانس کل را در مجموع توجیه می کند. حوضه دریاچه ارومیه با توجه به ضرایب عامل ها پس از چرخش در مقیاس 3 ماهه (12 ماهه) به پنج (شش) ناحیه تفکیک شد. نتایج آزمون همگنی نشان داد که نواحی به دست آمده همگن هستند.
بهاره فلاحی؛ احمد فاخری فرد؛ یعقوب دین پژوه؛ صابره دربندی
چکیده
روش های تحلیلی کاهش ابعاد داده ها مانند آنالیز مولفه های اصلی برای درک صحیحی از عوامل مؤثر بر تغییرات اقلیمی با توجیه قسمت مهمی از کل واریانس با تعداد محدودی از مولفه های اصلی، در برنامه ریزی منابع آب حائز اهمیت می باشند. در این تحقیق روش PCA به عنوان تصویرکننده فضای اطلاعات روی محورهای محدود و معین، K-mean به عنوان روش خوشه سازی گروهی و ...
بیشتر
روش های تحلیلی کاهش ابعاد داده ها مانند آنالیز مولفه های اصلی برای درک صحیحی از عوامل مؤثر بر تغییرات اقلیمی با توجیه قسمت مهمی از کل واریانس با تعداد محدودی از مولفه های اصلی، در برنامه ریزی منابع آب حائز اهمیت می باشند. در این تحقیق روش PCA به عنوان تصویرکننده فضای اطلاعات روی محورهای محدود و معین، K-mean به عنوان روش خوشه سازی گروهی و Wardبه عنوان خوشه سازی سلسله مراتبی مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با استفاده از این روش ها و کاربرد داده های بارش روزانه 60 ایستگاه هواشناسی در طول دوره آماری 35 ساله (2004-1970)،4 نوع پهنه بندی بر مبنای بارش های روزانه، سری شاخص فاصله-مقدار، فواصل زمانی بارش و سری روزهای بارانی انجام گرفت. آماره S برای آزمون همگنی مناطق بدست آمده به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که روش PCA به لحاظ ماهیت خود فضای داده ها را روی محورهای اصلی تصویر می کند و ساختار واقعی فضا را نشان خواهد داد اما در روش های سلسله مراتبی که در هر مرحله خوشه یا اعضا را به هم متصل می کنند، از نظر ماهیت فضایی خوشه ها بیانگر ساختار واقعی نمی باشند لذا انتظار می رود که خوشه های حاصل از PCA واقعی تر از خوشه های حاصل از دیگر روش‌ها باشد. اما از نقطه نظر گسترش اطلاعات خوشه بندی بر مبنای همگنی، روش های خوشه بندی سلسله مراتبی بر خوشه بندی واقعی ارجحیت پیدا می‌کند.
سمانه سهرابی ملایوسف؛ احمد فاخری فرد؛ امید بزرگ حداد
چکیده
با توجه به محدودیت منابع آب و این موضوع که حدود 40 درصد از اراضی جهان به صورت دیم اداره می شوند، بهبود مدیریت زراعت دیم، از جایگاه ویژه ای در جهان برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثرات و تغییرات بارش بر میزان عملکرد سالانه گندم دیم، بر پایه ی حداقل تعداد بارش می باشد. منطقه مورد مطالعه استان همدان بوده و برای پوشش بارش های کل استان، ...
بیشتر
با توجه به محدودیت منابع آب و این موضوع که حدود 40 درصد از اراضی جهان به صورت دیم اداره می شوند، بهبود مدیریت زراعت دیم، از جایگاه ویژه ای در جهان برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثرات و تغییرات بارش بر میزان عملکرد سالانه گندم دیم، بر پایه ی حداقل تعداد بارش می باشد. منطقه مورد مطالعه استان همدان بوده و برای پوشش بارش های کل استان، 4 ایستگاه هواشناسی واقع در نقاط تحت زراعت دیم، انتخاب شده است. برای بررسی دقیق هر یک از بارش ها، شاخصی جدید تحت عنوان شاخص زمان- بارش معرفی می گردد که قابلیت بررسی تغییرات توأم هر دو عامل زمان و مقدار بارش را بر عملکرد سالانه دیم دارد. با استفاده از شاخص و روابط مولتی رگرسیونی بر پایه آن، میزان تأثیر هر یک از بارش های نوبتی بر عملکرد سالانه گندم دیم محاسبه می شود. نتایج حاکی از این بود که استفاده از شاخص زمان- بارش، اثر و تفاوت بین بارش های نوبتی را بهتر نشان می دهد و نیز بر اساس حداقل تعداد بارش در منطقه، بارش های صورت گرفته در دو فصل پاییز و زمستان، قابل اعتمادتر و اطلاع از وضعیت و تأثیر بارش های نوبتی در این دو فصل، کاربردی تر می باشد. هم چنین میزان اهمیت بارش ها بر عملکرد سالانه دیم در فصل پاییز و زمستان به اقلیم منطقه بستگی دارد.
پریوش طوفانی؛ ابوالفضل مساعدی؛ احمد فاخری فرد
چکیده
چکیده
مدل بندی جبری بارش ها در پریودهای مختلف به دلیل ماهیت تصادفی آن ها از نظر مکانی و زمانی، همواره با مشکلات عدیده ای همراه بوده و عدم قطعیت در پیش بینی ها از اعتبار برآوردها از طریق مدل های مختلف می کاهد. یکی از روش هایی که در سال های اخیر در رابطه با مدل سازی داده های هیدرولوژیکی مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از موجک (Wavlet) به‌عنوان ...
بیشتر
چکیده
مدل بندی جبری بارش ها در پریودهای مختلف به دلیل ماهیت تصادفی آن ها از نظر مکانی و زمانی، همواره با مشکلات عدیده ای همراه بوده و عدم قطعیت در پیش بینی ها از اعتبار برآوردها از طریق مدل های مختلف می کاهد. یکی از روش هایی که در سال های اخیر در رابطه با مدل سازی داده های هیدرولوژیکی مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از موجک (Wavlet) به‌عنوان یکی از روش های نوین و بسیار موثر در زمینه تحلیل سیگنال ها و سری های زمانی است. در این روش سیگنال بارندگی با استفاده از موجک مادر منتخب تجزیه شده و داده های حاصل از تجزیه با معادلات مناسب برازش می یابد و مدل بدست آمده برای پیش بینی استفاده می شود. روش مذکور در مورد پیش بینی بارندگی ماهانه 33 سال آماری ایستگاه باران سنجی زرینگل با میانگین بارندگی سالانه 808 میلی متر از سال آبی 55-1354 تا 87-1386 به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که تجزیه سیگنال با موجک، منجر به ساده تر شدن سیگنال بارندگی می شود. به‌طوری که همبستگی میان داده های مشاهداتی و محاسباتی 84 درصد به دست آمده و پیش بینی سیگنال بارندگی با دقت بیشتری صورت گرفته است. معنی دار نبودن آزمون F در سطح 90 درصد، تایید کننده نبودن اختلاف معنی دار بین داده های مشاهداتی و محاسباتی است.
واژههای کلیدی: الگو سازی، بارش، زرینگل، سیگنال، نظریه موجک
