بررسی غیرخطی بودن فرآیند جریان رودخانه با استفاده از آزمون BDS (مطالعه موردی: رودخانه شهرچای ارومیه)

فرآیند جریان رودخانه یکی از سیستم­هایی است که در مقیاس زمانی و مکانی مکانیسم غیر خطی در آن می­تواند حاکم باشد. در بسیاری از مدل‌های برازشی بر روی سری­های جریان رودخانه از مدل‌های خطی استفاده می­شود در حالی که معمولا فرآیند حاکم بر جریان رودخانه بیشتر ماهیت غیرخطی دارد. با این وجود نوع غیرخطی حاکم بر فرآیند سیستم رودخانه و شدت آن در مقیاس‌های زمانی مختلف مشخص نیست. فرآیند جریان رودخانه شهرچای ارومیه با استفاده از آزمون غیرخطی BDS در چهار مقیاس زمانی سالانه، ماهانه، ده روزه و روزانه مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ایستایی سری­ها با استفاده از آزمون‌های ADF و KPSS بررسی گردید و سپس آزمون BDS بر روی سری­های باقیمانده جریان صورت گرفت. طبق نتایج حاصله سری‌های سالانه جریان خطی و سری‌های ماهانه غیرخطی بوده ولی سری­های ده روزه و روزانه از شدت غیرخطی بیشتری برخوردارند. بطوری که هرچه مقیاس زمانی کوچکتر می­شود، شدت غیرخطی بودن افزایش می­یابد. استاندارد کردن داده­ها نیز نشان می­دهد که تغییرات فصلی واریانس ممکن است نمایانگر خاصیت غیرخطی در سری‌ها باشد. هم چنین برای بررسی غیرخطی بودن سری­های ماهانه که ماهیت غیرخطی خفیفی داشتند آزمون BDS کارآیی لازم را نداشت و بایستی مطالعات بیشتری در این زمینه صورت گیرد. نتایج این مطالعه نشان داد که برای مدل­سازی سری­های زمانی ماهانه، ده روزه و روزانه به دلیل ماهیت غیرخطی جریان رودخانه بایستی از مدل­های غیرخطی استفاده کرد. در حالی که سری سالانه جریان ماهیت خطی داشته و می­توان با استفاده از مدل‌های خطی سری زمانی به نتایج معقولی دست یافت.