بررسی ماهیت آشوبناکی جریان در بالادست و پایین دست مخزن سد زاینده رود با استفاده از معیارهای سیستم های آشوبناک

دبی جریان رودخانه ها از جمله عوامل تاثیرگذار بر بهره برداری منابع آب و طراحی سازه های هیدرولیکی از جمله سدها بوده که مطالعه آن از اهمیت بالایی برخوردار است. عوامل متعدد تاثیرگذار بر این پدیده غیرخطی باعث شده که دبی جریان، تصادفی فرض شود. بنا بر اصول نظریه آشوب، سیستم های به ظاهر تصادفی و بی نظم دارای الگوی منظم و قابل پیش بینی هستند. در این پژوهش، با استفاده از روش های ترسیم فضای فاز، بعد همبستگی، بزرگ ترین نمای لیاپانوف و توان طیف فوریه، دبی رودخانه زاینده رود از دیدگاه نظریه آشوب طی 43 سال (1350 تا 1392) بررسی و تحلیل شده است. بر اساس نتایج، مقدار غیر صحیح بعد همبستگی برای ایستگاه های اسکندری و قلعه شاهرخ (به ترتیب 3/34 و 3/6)، حاکی از رفتار آشوبناک دبی جریان در بالادست مخزن سد زاینده رود است. از سوی دیگر، در ایستگاه سد تنظیمی، نمودار بعد همبستگی نسبت به بعد محاط، سیر صعودی دارد که مبین تصادفی بودن سری زمانی مورد مطالعه در پایین دست مخزن سد زاینده رود است. شیب نمودار های نمای لیاپانوف که نشان دهنده حساسیت به شرایط اولیه سیستم است، برای ایستگاه های اسکندری، قلعه شاهرخ و سد تنظیمی به ترتیب برابر 0/014، 0/017 و 0/0192 و افق پیش بینی قابل اعتماد در ایستگاه های آشوبناک به ترتیب برابر با 96 و 59 روز به دست آمد. واکاوی غیرتناوبی بودن سری های زمانی نیز با استفاده از آنالیز توان طیف فوریه انجام شد. پهنای وسیع باند، افزون بر شاخص های دیگر، بر صحت آشوبناکی دبی رودخانه در ایستگاه های بالادست مخزن سد زاینده رود دلالت دارد.