تحلیل تغییرات ماهانه و فصلی جریان رودخانه های شمال غرب کشور با استفاده از روش های تجزیه به مولفه اصلی (pca) و موجک (wla)

این مطالعه به بررسی حالت های منظمی از تغییرات زمانی و مکانی دبی های ثبت شده در شمال غرب کشور با استفاده از دو روش تجزیه به مولفه اصلی (pca) و آنالیز موجک (wla) می پردازد. در این پژوهش از pca به منظور کاهش پیچیدگی تحلیل متغیرها و همچنین تفسیر بهتر اطلاعات استفاده شده است. پارامتر هیدرولوژیکی جریان رودخانه ناایستا و دارای روند می باشد؛ لذا با روش های آماری موجود نمی توان به آشکارسازی نوسانات پرداخت امروزه محققین با به کارگیری از علم ریاضی و کاربرد روش هایی همچون موجک به این مشکلات پاسخ مناسبی داده اند. بدین منظور در این پژوهش از آنالیز موجک جهت تعیین تغییرات پارامتر جریان رودخانه استفاده گردید. برای انجام آنالیزهای مربوطه از داده های ماهانه و فصلی 33 ایستگاه هیدورمتری واقع در شمال غرب کشور طی دوره ی آماری 1388-1350 استفاده گردید. در بخش اول پژوهش به بررسی تغییرات جریان رودخانه های شمال غرب کشور با استفاده از روش pca پرداخته شد. جهت تولید مولفه های pca از ماتریس ماهانه داده ها ی 33 ایستگاه هیدورمتری معرفی شده در طی دوره ی آماری 1388-1350 استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که تغییرات مکانی 5 مولفه اصلی اول دبی تقریباً با الگوهای آنومالی بارش موجود در منطقه مورد مطالعه مطابقت داشت. این سازگاری به صورتی بود که مناطقی که مقدار بارندگی نسبت به دیگر مناطق کمتر بود مقدار دبی نیز در آن منطقه به تبعیت از بارش کمتر از مناطق دیگر مشاهده شد و در مناطقی که مقدار بارندگی بیشتر بود به تبع مقدار دبی نیز بیشتر آشکار می شد. در نهایت با توجه به مقدار واریانس مولفه ها، تنها دو مولفه ی اول جهت بررسی تغییرات زمانی و مکانی جریان رودخانه در منطقه مورد مطالعه کافی می باشد و نتایج مطلوبی را ارائه می دهد. نتایج این روش فرضیه رابطه مستقیم بین تغییرات جریان رودخانه و میزان بارندگی در شمال غرب کشور را به اثبات رسانید. در بخش دوم پژوهش به بررسی تغییرات مکانی و زمانی داده های ماهانه و فصلی جریان رودخانه های شمال غرب کشور با استفاده از آنالیز موجک و نمودارهای هافمولر پرداخته شد. مدت زمان داده های جریان رودخانه ثبت شده (1388-1350) این امکان را فراهم کرد که به بررسی واریانس ماهانه و فصلی برای مدت 12 سال با استفاده از 3 دوره ی زمانی 3-2 سال، 6-3 سال و 12-6 سال پرداخته شود. باندهای معرفی شده نشان دهنده ی بازه مقیاس های مورد استفاده جهت محاسبه توان موجک می باشد. نتایج حاصل از آنالیز تبدیل موجک پیوسته نشان داد که در فصل بهار بیش ترین واریانس و فصل تابستان کمترین واریانس در هر دو باند 3-2 سال و 6-3 سال وجود داشت. در بین ماه های سال نیز ماه فروردین بیش ترین تغییرات واریانس و ماه شهریور کم ترین تغییرات واریانس را در دو باند 3-2 سال و 6-3 سال دارا بودند. باند 12-6 سال تغییرات کمتری را نسبت به دو باند دیگر از خود نشان داده است. این نتیجه احتمالاً مربوط به محدود بودن طول داده های ثبت شده جهت انجام آنالیز مربوطه می باشد. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات جریان رودخانه در طول های جغرافیایی 5/45 تا 5/46 درجه شرقی نسبت به دیگر مناطق مورد مطالعه بیشتر می باشد. نتایج حاکی از این است که از سال 1380 به بعد مقدار میانگین واریانس جریان رودخانه نسبت به سال های قبل مقادیر کمتری را به خود اختصاص داده است.