تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,485,639 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,104 |
بررسی ماهیت آشوبناکی نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 2، دوره 42.1، شماره 66، خرداد 1391، صفحه 9-20 اصل مقاله (502.48 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
یوسف حسن زاده* 1؛ محمدتقی اعلمی1؛ سعید فرزین1؛ سیدرضی شیخ الاسلامی2؛ المیرا حسن زاده3 | ||
1دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز | ||
2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر | ||
3دانشکده مهندسی عمران و زمین شناسی، دانشگاه ساسکاچوان، کانادا | ||
چکیده | ||
نظریه آشوب به مطالعه پدیدهها و سیستمهای دینامیکی غیرخطی و پیچیدهای میپردازد که رفتار آنها در نگاه اول تصادفی بهنظر میسد، اما در واقع همین سیستمها تحت حاکمیت قوانین مشخصی میباشند و با نگاهی عمیقتر، نوعی دوره تناوب و نظم در آنها مشهود میگردد. حساسیت به شرایط اولیه، ناپایداری، غیرپریودیک، قطعی و غیرخطی بودن، خصوصیات یک سیستم آشوبناک را تعریف میکنند. در سیستمهای هیدرولوژیکی آشوبناک نیز، میتوان از تحلیل سری زمانی بلند مدت، سری زمانی کوتاه مدت را استخراج کرد و همچنین اطلاعات و روابط سیستم را بدون نیاز به یافتن قوانین یا روابط دینامیکی حاکم، کشف کرد. از آنجا که نوسانات تراز آب دریاچهها ماهیتی دینامیکی و غیرخطی دارد، لذا نظریه آشوب میتواند نقش مهمی را در شناخت این پدیده ایفا نماید. با لحاظ اهمیت و موقعیت ملی - جهانی دریاچه ارومیه، هدف از این تحقیق، مطالعه نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه در طول دوره آماری 44 ساله اخیر با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب میباشد. اولین گام جهت مطالعه یک فرآیند با این نظریه، بررسی آشوبناکی آن است که روش بعد همبستگی از مرسومترین این روشها است. بدین منظور پس از محاسبه زمان تأخیر و بازسازی فضای حالت، بعد محاط با استفاده از توابع خود همبستگی و الگوریتم نزدیکترین همسایگی کاذب تعیین شده و سپس شیب نمودار بعد همبستگی محاسبه گردیده است. مقدار عددی غیر صحیح این شیب، مبین آشوبپذیری سیستم میباشد. نمای لیاپانوف و پهنای باند در توان طیفی فوریه نیز دیگر شاخصهای بررسی ماهیت آشوبناکی هستند که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفتهاند و نتایج حاصله از آنها نیز حاکی از آشوبی بودن سیستم میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
دریاچه ارومیه؛ نوسانات تراز آب؛ نظریه آشوب؛ بعد محاط؛ نمای لیاپانوف | ||
مراجع | ||
]1[ مؤسسه تحقیقات آب "مدیریت جامع منابع آب حوضه دریاچه ارومیه"، گزارش سنتز، 1385. [2] Zarghami, M., Abdi, A., Babaeian, I., Hassanzadeh, Y., Kanani, R., "Impact of Climate Change on Runoffs in East Azerbaijan, Iran", Journal of Global and Planetary Changes, 2011, 78, 137-146.
]3[ حسنزاده، ا.، حسنزاده ی.، ضرغامی، م.، "مدلسازی تأثیر جریان آب سطحی بر کاهش تراز دریاچه ارومیه به کمک پویایی سیستمها"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تبریز، جلد 41، شماره 2، سال 1390، 1-8. ]4[ وزارت نیرو، دفتر برنامهریزی کلان آب و آبفا، "گزارش تخصیص آب طرحهای توسعه منابع"، 1386. ]5[ حسنزاده، ی.، "مطالعه رفتار هیدرودینامیکی دریاچه ارومیه و اثرات آن در سواحل مجاور"، دومین کنفرانس بینالمللی سواحل، بنادر و سازههای دریایی (ICOPMAS)، دانشگاه علم و صنعت ایران، آذرماه 1375. ]6[ حسنزاده، ی.، زراعت پرور، ع.، "بررسی هیدرولوژی دریاچه ارومیه و علل نوسان سطح آب دریاچه و روشهای کنترل آن"، اولین همایش دریاچه ارومیه، دانشکده فنی دانشگاه ارومیه، شهریور 1380. [7] Kubik, H., "Procedure for Computing Frequency of Maximum LakeLevels", The Hydrologic EngineeringCenter, December 1974.
[8] Klige, R. K., "Man Results of Paelo Hydrologic Investigation", Institute of Water Problems, Academy of Sciences of the USSR, 1983.
[9] Buchberger, S. G., "Conditional Frequency Analysis of Autocorrelated LakeLevels", Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 1995, 121 (2), 158-170.
[10] Salas, J., Shin, H., "Uncertainty Analysis of Reservoir Sedimentation", Journal of Hydraulic Engineering, 1999, 125 (4), 339-350.
[11] Stephen, A. K., "Remote Sensing and GIS Study of Lont-TermWaterMassBalanceLakeJackson", College of Engineering Science, Technology & Agriculture. Florida, U.S.A, 2002.
[12] Bayram, B., Bayraktar, H., Helvaci, C., Acar, U., "Coast Line Change Detection Using Corona, SPORT and IRS ID Images", Turkey-Istanbul, 2004.
[13] Astushi, U., Masaki, T., Yoshio, I., "Lake-Level Change During the Past 100000 Years at LakeBaikal, Southern Siberia", Quaternary Research, 2004, 62, 214-222.
[14] Kebede, S., Travi, Y., Alemayehu, T. Marc, V., "Water Balance of Lake Tana and its Sensitivity to Fluctuations in Rainfall, Blue Nile Basin, Ethiopia", Journal of hydrology, 2005, 316, 233-247.
[15] Kocak, K., Saylan, L., Sen, O., "Nonlinear Time Series Prediction of O3 Concentration in Istanbul", Atmosphere Environment, 2000, 34, 1267-1271.
[16] Zaldivar. J. M, Strozzi, F., Gutierrez. E., Shepherd, I. M, "Early Detection of High Water at Venice Lagoon Using Chaos Theory Techniques": EUR Report 17317. Ispra: E.C, 1998.
[17] Solomatine, D. P., Rojas, C. J, Velichov, S., Wust, J. C., "Chaos Theory in Predicting Surge Water Levels in the NorhSea", 4th International Conference on Hydroinformatics, Iowa, USA, 2000.
[18] Solomatine, D. P., Velickov, S., Wust, J. C., "Predicting Water Levels and Currents in the North Sea Using Chaos Theory and Neural Networks", Proc. 29th Iahr Congress, Beijing, China: 1-11. September, 2001.
[19] Stehlik, J., "Deterministic Chaos in Runoff Series", Czech Hydrometeorological Institute, Department of Experimental Hydrology, 143, 06 Prague, 2003.
[20] Regonda, S. K., Sivakumar, B., Jain, A., "Temporal Scaling in River Flow: Can it Be Chaotic?" Hydrological Sciences–Journal–des Sciences Hydrologiques, 2004, 49 (3), 373-385.
[21] Kocak, K., Bali, A., Bektasoglu, B., "Prediction of Monthly Flows by Using Chaotic Approach", International Congress on River Basin Management, Antalya, Turkey, 22-24 March, 2007, Chp 4, 117, 553-559.
[22] Shang, P., Na, X., Kamae, S., "Chaotic Analysis of Time Series in the Sediment Transport Phenomenon", Chaos, Solitons and Fractals, 2009, 41, 368-379.
[23] Ghorbani, M. A., Kisi, O., Aalinezhad, M., "A Probe into the Chaotic Nature of Daily Streamflow Time Series by Correlation Dimension and Largest Lyapunov Methods", Applied Mathematical Modelling, 2010, 34, 4050-4057.
[24] Khatibi, R., Ghorbani, M. A., Aalami, M. T., Kocak, K., Makarynskyy, O., Makarynska, D., Aalinezhad., M., "Dynamics of Hourly Sea Level at Hillarys Boat Harbour, Western Australia: A Chaos Theory Perspective", Ocean Dynamics, 2011, 61, 1797-1807.
]25[ توفیقی، م. ع.، "مدلسازی عددی جریان در دریاچه ارومیه به منظور تعیین موقعیت و دهانه بهینه پل میانگذر"، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجهنصیرالدین طوسی، 1384. [26] Frazier, C., Kockelman, K., "Chaos Theory and Transportation Systems: An Instructive Example", Proc of 83rd Annual Meeting of the Transportation Research Board, WashingtonD.C., USA, 2004.
[27] Gilmore, R., "Topological Analysis of Chaotic Dynamical Systems", Review of Modern Physics, 1998, 70, 1455-1529.
[28] Abarbanel, H., "Analysis of Observed Chaotic Data", Springer-Verlag, New York, 1996.
[29] Kennel, M. B., Brown, R., Abarbanel, H. D. I., "Determining Embedding Dimension for Phase-Space Reconstruction Using a Geometric Construction", Physical Review A, 1992, 45, 3403–3411.
[30] Kocak, K., Bali, A., "Prediction of Monthly Flows by Using Chaotic Approach", International Congress on River Basin Management, Antalya, Turkey, 2007.
[31] Cao, L., "Practical Method for Determining the Minimum Embedding Dimension of Scalar Time Series", Physica D, 2007, 110, 43-50.
[32] Strozzi, F., Tenrreiro, E., Noe, C., Rossi, T., "Application of Non-Linear Time Series Analysis Techniques to Nordic Spot Electricity Market Data", Liuc Papers, Series Tecnologia, 2007, 11, 1-5.
[33] Turner, J. M., "Fractal Geometry in Digital Imaging", London: Academic Press, 1998.
[34] Hilborn, R. C., "Chaos and Nonlinear Dynamics", OxfordUniversity Press, 2000.
[35] Henry, B., Lovell, N., "Nonlinear Dynamics Time Series Analysis", in IEEE (Ed.) 1999.
[36] Grassberger, P., Procaccia, I., "Characterization of Strange Attractors", Physical Review Letters, 1983, 50 (14), 346-349.
[37] Banks, J., Dragan, V., Jones, A., "Chaos, A Mathematical Introduction", Cambridge University Press, 2003. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,450 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,196 |