تحلیل رفتار خطی و غیرخطی سری‌های زمانی هیدرولوژیک (مطالعه موردی رودخانه‌های غرب دریاچه ارومیه)

تعیین الگوی مناسب یکی از مسائل مهم در مدل‌سازی و پیش‌بینی سری‌های زمانی، با توجه به مکانیسم سیستم مورد نظر است. اغلب، بدون بررسی خطی یا غیرخطی بودن سیستم از مدل‌های رایج خطی سری ‌زمانی استفاده می‌شود. در این تحقیق فرآیند جریان رودخانه‌های نازلوچای، شهرچای و باراندوزچای واقع در استان آذربایجان‌غربی و غرب دریاچه ارومیه با آزمون غیرخطی bds در سه مقیاس زمانی (سالانه، ماهانه و روزانه) بررسی شده است. ایستا بودن سری‌های زمانی شرط اساسی در این روش بوده که بدین منظور از آزمون‌های adf و kpss استفاده شده است. طبق نتایج حاصله هرچه مقیاس زمانی کوچک‌تر می‌شود، درجه غیرخطی بودن افزایش می‌یابد. به طوری که برای سری‌های سالانه (به دلیل خطی بودن نتیجه آزمون) می‌توان از مدل‌های خطی نظیر خانواده arma در سطح معنی‌داری قابل قبول استفاده کرد. در حالی‌که برای افزایش دقت پیش‌بینی سری‌های ماهانه و روزانه جریان رودخانه‌های مورد مطالعه بایستی از مدل‌های غیرخطی مانند bilinear، tar و arch استفاده کرد. مدل‌های مناسب خطی و غیرخطی برای سری‌های زمانی هر رودخانه در مقاطع زمانی مختلف بر اساس نتایج آزمون bds تعیین و الگو‌های پیشنهادی ارائه شده است.

Linear and Nonlinear Behavior Analysis of Hydrological Time Series (Case study: Western Rivers of Lake Urmia)

Determination the suitable pattern according to the system mechanism is one of the key issues in modeling and forecasting time series. It is common to use linear time series models without investigating linearity or nonlinearity of using system. In this study streamflow processes of Nazlu Chai, Shahar Chai and Baranduz Chai rivers located in the West Azarbaijan province and west of Lake Urmia investigated by BDS test in annual, monthly and daily time scales. Stationarity of series, as the main assumption of this test, has been done by ADF and KPSS methods. It is found that as the timescale decreases, the nonlinearity will increase. So that for annual series (due to the linearity test) linear ARMA models can be used at the acceptable significance. Whereas to increase accuracy of forecasted monthly and daily streamflow series of studied rivers, nonlinear models such as Bilinear, TAR and ARCH should be used. Linear and nonlinear models for each river in the different time scales on the basis of BDS test results proposed.