ارزیابی مدل های تلفیقی AR-ARCH و GAR-ARCH در مدل سازی دبی جریان (مطالعه موردی: رودخانه زرینه‌رود استان آذربایجان غربی)

بسیاری از فرآیندهای مربوط به سیستم‌های طبیعی نسبت به زمان غیر‌خطی بوده اگرچه جنبه‌های خاصی از این سیستم‌ها ممکن است نسبت به جنبه‌های دیگر به فرآیند خطی نزدیکتر باشند. به هر حال ماهیت غیر خطی بودن برای ما کاملا‌ً آشکار نیست. به همین دلیل به نظر می‌رسد با ترکیب مدل‌های خطی و غیرخطی بتوان نتایج مدل‌سازی‌های هیدرولوژیکی را افزایش داد. استفاده از مدل‌های سری زمانی یکی از راه‌های کاربردی در شبیه سازی و پیش بینی داده‌های هیدرولوژیک است. یکی از مشکلات عمده در استفاده از مدل‌های سری زمانی جهت پیش‌بینی داده‌های هیدرولوژیک، نحوه تولید داده‌های تصادفی است. در این فرآیند داده‌های تولیدی با تغییر سری تصادفی، تغییر خواهند کرد. در این تحقیق ابتدا داده‌های سری زمانی دبی جریان رودخانه زرینه‌رود مورد برسی اولیه از قبیل بررسی روند، استقلال و ایستایی و همگنی قرار گرفت. نتایج نشان داد که داده-های مورد بررسی در مقیاس سالانه و در سطح اطمینان 5 درصد بدون روند می‌باشند و همگنی و استقلال داد‌ه‌ها نیز تایید گردید. در نهایت داده‌های بررسی شده با استفاده از مدل‌های تک متغیره AR و GAR مورد ارزیابی قرار گرفت و مدل‌های AR(1) و GAR(1) با توجه به معیار آکائیکه به عنوان مدل‌های برتر انتخاب گردید. بعد از بررسی و مقایسه دو مدل فوق، سری زمانی باقی‌مانده این مدل‌ها استخراج و با استفاده از مدل‌های غیر خطی خودهمبسته با واریانس شرطی (ARCH) برازش یافتند. با تلفیق د.و مدل خودهمبسته و گامای خودهمبسته با مدل‌های غیر خطی خانواده ARCH سرانجام دو مدل تلفیقی AR-ARCH و GAR-ARCH تولید گردید. نتایج حاصل از مدل‌سازی دبی سالانه رودخانه زرینه رود نشان داد که مدل‌های تلفیقی GAR-ARCH و AR-ARCH به ترتیب دقت مدل‌سازی را به اندازه 12 و 11درصد در واحد متر مکعب بر ثانیه افزایش و خطای مدل‌سازی را در حدود 40 و 50 درصد در واحد مترمکعب بر ثانیه نسبت به مدل‌های خطی تک متغیره نظیر خود کاهش می‌دهند. نتایج حاصل از بررسی و مقایسه دقت و میزان خطای دو مدل AR و GAR نیز نشان داد که مدل GAR نتایج بهتری را در مدل‌سازی دبی جریان رودخانه زرینه رود ارائه می‌کند. مدل GAR نسبت به مدل AR مقدار خطای کمتر و دقت بیشتری را ارائه کرد. هم‌چنین نتایج نشان داد که مدل‌های تلفیقی، نقاط اوج دبی‌ها را در مورد مدل‌سازی دبی سالانه رودخانه زرینه رود، نسبت به مدل‌های رایج بهتر مدل می‌کنند. استفاده از مدل‌های غیرخطی و تلفیق آن‌ها با مدل‌های خطی تا حد زیادی قطعیت و دقت مدل‌سازی و پیش‌بینی‌ها را افزایش می‌دهد.