مقاله ساخت آمار مصنوعی دبی در رودخانه های جنوب غرب ایران

word قابل ویرایش
11 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده:
در این مطالعه، مدل توماس-فایرینگ جهت ساخت آمار مصنوعی دبی رودخانه در سه ایستگاه جلوگیر (کرخه)، پل شالو (کارون) و تله زنگ (دز)مورد استفاده قرار گرفت. جهت اطلاع از همگنی داده ها از “آزمون نسبت فون نیومن” و جهت برآورد خطا از معیار “مربع میانگین خطا ” RMS استفاده گردید. سپس، با استفاده از “آزمون فیشر” پارامتر های آماری میانگین و انحراف معیار سری های مشاهده شده و
برآورد شده در دوره اقلیمی ۱۹۵۳-۲۰۰۵ مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که در سطح اطمینان %۱، سری های برآورد شده دبی سازگاری بالایی با سری های مشاهداتی داشته اند. بنابراین، مدل توماس-فایرینگ جهت ساخت آمار مصنوعی جریان رودخانه در ایستگاه های فاقد آمار طولانی مدت پیشنهاد می گردد.
واژه های کلیدی: آمار مصنوعی دبی، مدل توماس-فایرینگ، ایران

مقدمه
شناخت خصوصیات جریان رودخانه از ضروریات مهم در طراحی مخازن آبی می باشد. در این رابطه مقادیر جریان ماهانه که توسط اندازه گیری های هیدرومتری بدست می آیند، از اساسی ترین فاکتور مورد استفاده می باشند. هدف اصلی از ثبت این داده ها، تعیین طبیعت حاکم بر واقعه هیدرولوژیکی مورد نظر و ارتباط آن با سایر پارامترها می باشد. هر سری داده دارای تغییراتی بوده که توسط یک رابطه توزیع احتمال قابل توصیف می باشد. با شناخت این توزیع احتمال می توان آینده واقعه مورد نظر را پیش بینی کرد. اما این فرایندها اکثرا دارای یک مشکل مشترک بوده که عبارت از عدم کفایت داده ها می باشد. بعبارت دیگر، علی رغم اینکه دقت طراحی مخازن آب بستگی زیادی به طول دوره آماری دارد، بندرت اتفاق می افتد که در محل تعیین شده برای ساخت مخزن آمار هیدرومتری طولانی مدت وجود داشته باشد. این موضوع باعث گردیده که توجه محققین به بسط و گسترش روش ها و مدل های تولید آمار مصنوعی معطوف گردد. در این رابطه مدل های آماری متعددی ارائه گردیده که اساس آنها بر احتمال وقوع یک واقعه هیدرولوژیکی حادث شده در گذشته در طی سال های آینده بنا شده است.[۱]
مدل توماس-فایرینگ: یکی از مدل ها جهت ساخت آمار مصنوعی ماهانه و فصلی دبی رودخانه توسط توماس و فایرینگ[۲]ارائه گردیدهاست. این مدل یکی از مفیدترین و رایج ترین مدل ها جهت ساخت آمار مصنوعی دبی رودخانه بوده و در طراحی مخازن آبی کاربرد زیادی دارد.[۳] ساتو و همکاران [۴] توانایی این مدل در تهیه آمار مورد نیاز جهت طراحی مخازن آب را مورد تاکید قرار دادند. تریبر و شولتز [۵]، ساویچ و همکاران [۶]، لاز [۷] و ناینگ [۸] این مدل را جهت ساخت آمار مصنوعی دبی رودخانه مورد استفاده قرار دادند. این مدل از نوع اتورگرسیو مرتبه اول (AR1) بوده و از مشخصات آماری مانند میانگین و انحراف معیار سری های زمانی دبی و همچنین از همبستگی تقاطعی بین سری های ماهانه (فصلی) استفاده کرده [۹] و در نهایت دارای دوازده (چهار) رابطه رگرسیونی بوده که برای ساخت آمار مصنوعی در دوازده ماه (چهار فصل) سال بکار می روند.
با توجه به اینکه آمار دبی رودخانه معمولا از توزیع نرمال تبعیت نکرده و دارای چولگی هستند .[۱] در صورت استفاده از مدل های پارامتریک که اکثرا دارای فرض توزیع نرمال داده ها هستند [۱۰]، می بایست نخست داده ها را به توزیع نرمال تبدیل (یا نزدیک) کرد .[۱۱] پس از تبدیل داده ها، آمار مصنوعی توسط مدل ساخته شده و سپس داده ها باید به شکل اولیه برگشت داده شوند. اما در این فرایند، یعنی برگشت داده ها به توزیع اولیه، ممکن است که مشخصات آماری آنها تغییر کند ۱۲]، ۱۳، ۱۰ و.[۱۱ این مشکل در رابطه با مدل توماس-فایرینگ وجود ندارد زیرا بر خلاف بسیاری از مدل های پارامتریک، فرض اولیه این مدل، پیروی داده ها از توزیع نرمال نبوده و در صورتیکه داده ها دارای چولگی باشند نیز می توان از این مدل استفاده کرد. در این مدل از رابطه خطی بین سری های متوالی زمانی استفاده شده و جریان هر ماه (فصل) از سال توسط یک رابطه خطی مانند رابطه (۱) با ماه (فصل) قبل ارتباط پیدا می کند.
دراینرابطه،Qو μبترتیبدبیومیانگیندبی،اندیسهایiوi −۱بترتیبماه (فصل) موردنظروماه (فصل) قبلوbضریبرابطهرگرسیونمیباشند.
اما رابطه خطی به تنهایی قادر به نمایش تغییرات طبیعی جریان رودخانه در ماه های (فصول) متوالی نبوده و تنها بخشی از پراکندگی داده ها را نشان می دهد. اگر ضریب همبستگی بین داده های دبی در دو ماه (فصل) متوالی را با ρ نشان دهیم، آن قسمت از تغییرات دبی ماهانه (فصلی)که می تواند به ماه (فصل) قبل نسبت داده شود برابر با ρ۲ خواهد بود. بنابراین واریانس داده ها را می توان به دو بخش تقسیم کرد.
جزء دوم سمت راست رابطه (۲) در واقع نمایانگر تغییرات تصادفی ماهانه (فصلی) می باشد که رابطه (۱) قادر به توصیف آن نمی باشد. با استفاده از این تئوری توماس و فایرینگ [۲] رابطه خود را بصورت زیر ارائه دادند.

۲
دراینرابطه،اندیسiشمارهترتیبجریانQ،اندیسj شمارهماه (فصل)،μjوσ jبترتیبمیانگینوانحرافمعیارجریانماهانه(فصلی)،ρjضریبهمبستگیبینسریهایماهانه (فصلی) متوالی،βjضریبرگرسیونوε jانحرافتصادفیاستانداردبامیانگینصفروانحرافمعیار ۱ میباشند.

مواد و روش ها
در این تحقیق سری های زمانی ماهانه دبی در سه ایستگاه هیدرومتری جلوگیر (کرخه)، پل شالو (کارون) و تله زنگ (دز) که دارای بیشترین طول دوره آماری و در عین حال فاقد خلا داده ها بودند، مورد استفاده قرار گرفت. این ایستگاه ها همگی در بالادست سدهای مخزنی قرار داشته و به همین دلیل آبدهی آنها به کمترین مقدار تحت تاثیر فعالیت های انسانی قرار دارد. مشخصات ایستگاه های منتخب در جدول ۱ منعکس گردیده است.
جهت اطمینان از همگنی داده ها، سری های موجود نخست تحت آزمون همگنی فون نیومن قرار گرفتند .[۱۴] در این آزمـون نـسبت میـانگین مربع تفاوت های متوالی (سال به سال) به واریانس داده ها محاسبه می گردید (رابطه .(۴ سپس عدد بدست آمده در یک سطح اطمینان معین بـا مقدار آستانه مقایسه می گردد. همچنین جهت مقایسه نتایج ماه های مختلف با یکدیگر از معیار میانگین مربـع خطـا(RMS اسـتفاده گردیـد
دراینروابط،Qدبی، دبیمیانگین،nتعداددادهها،j شمارهدادهواندیسهایobوcaبیانگردبیهایمشاهدهشدهوبـرآوردشـده میباشند.
بمنظور مقایسه میانگین دراز مدت سری های مشاهده شده و برآورد شده از آزمون F استفاده شد .[۱۵] فرض صفر این آزمون یعنی عدم وجـود تفاوت بین میانگین دو سری در صورتی رد می شود که در یک سطح اطمینان معین، آماره F محاسبه شده از مقدار آستانه بیشتر باشـد. در غیـر اینصورت نتیجه گرفته می شود که تفاوت معنی داری بین میانگین دو نمونه وجود ندارد.
نتایج و بحث
جهت بررسی همگنی داده ها، آزمون فون نیومن بر سری های موجود اعمال و مشخص گردید که تمامی سری های مورد استفاده همگن و قابل تحلیل هستند. پس از اطمینان از همگنی داده ها، با استفاده از روابط آماری، ضرائب رابطه توماس-فایرینگ برای ماههای مختلف محاسبهگردید که نتایج در جدول (۲) منعکس گردیده اند. سپس با استفاده از روابط بدست آمده، مقادیر دبی ماهانه در سه ایستگاه منتخب برای دورهآماری تحت مطالعه محاسبه گردید.
بررسی میانگین طولانی مدت سری های مشاهده شده و برآورد شده: بمنظور بررسی تفاوت بین میانگین طولانی مدت سری هایمشاهداتی و برآورد شده از آزمون F استفاده گردید. فرض صفر این آزمون عبارت از عدم وجود تفاوت بین میانگین سری های مشاهداتی و برآورد شده بوده که در مقابل فرض یک یعنی وجود تفاوت بین میانگین سری های مذکور، در سطح اطمینان %۱ تحت قضاوت آماری قرار گرفت. مقادیر آماره F برای ماه های مختلف سال در سه ایستگاه تحت مطالعه در جدول (۳) نشان داده شده اند. نتایج منعکس شده در این جدول حاکی است که در کلیه ماه های سال فرض صفر آزمون یعنی عدم تفاوت بین میانگین سری های مشاهده شده و برآورد شده رد نمی گردد. بعبارت دیگر، تفاوت معنی داری بین مقادیر مشاهده شده و برآورد شده وجود نداشته و به احتمال %۹۹ در کلیه ایستگاه ها، سری های مشاهده شده و برآورد شده به یک جامعه آماری تعلق دارند

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 11 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد