تحلیل پارامترهای رودخانه با استفاده از شاخص های مبتنی بر نظریه آشوب (مطالعه موردی: دبی جریان رودخانه زاینده رود)

تحلیل پارامترهای هیدرولوژیک رودخانه در مقیاس های کوتاه مدت و بازه بلند مدت زمانی، نقش به سزایی در مطالعات تولید و ذخیره سازی انرژی برقابی، کنترل سیلاب و خشکسالی دارد. در این پژوهش، با به کارگیری شاخص های آشوبی، وضعیت دینامیک سری زمانی جریان و تاثیر مقیاس زمانی بر رفتار جریان رودخانه زاینده رود طی 43 سال (92-1350) ارزیابی گردیده است. داده های ایستگاه های هیدرومتری اسکندری، قلعه شاهرخ، پل زمانخان و پل کله در رودخانه زاینده رود در دو مقیاس زمانی روزانه و 10 روزه مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از شاخص بعد همبستگی، امکان وجود آشوب در دبی رودخانه بررسی شد. طبق نتایج، در مقیاس روزانه، برای ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ، پل زمانخان و پل کله، مقدار غیر صحیح بعد همبستگی به ترتیب برابر 34/3، 6/3، 77/3 و 84/3 است که نشان از آشوبی بودن جریان در این ایستگاه ها دارد. با افزایش مقیاس زمانی به 10 روزه، دبی جریان در تمام ایستگاه ها رفتاری تصادفی پیدا می-کند. با استفاده از آزمون نمای لیاپانوف، حساسیت سیستم به شرایط اولیه به عنوان یک مشخصه سیستم های آشوبناک، بررسی شد. بزرگ ترین نمای لیاپانوف به دست آمده در هر چهار ایستگاه در دو مقیاس روزانه و 10 روزه مثبت به‏دست آمده است. در ادامه، از نمای هرست برای بررسی فرایند تصادفی داده ها در مقابل غیرتصادفی بودن آنها استفاده شد. با توجه به مقایسه شاخص های دینامیک غیرخطی، به نظر می رسد که بعد همبستگی معیاری دقیق تر جهت تشخیص آشوبناکی در سیستم های غیرخطی می باشد.