Skip to main content
SUPERVISOR
Reza Modarres,Sayyed-Saeid Eslamian
رضا مدرس (استاد مشاور) سیدسعید اسلامیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sheyda Mohammadifard
شیدا محمدی فرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Application of Wavelet Transformation Forecasting Low Flow Time Series for Some Hydrometric Stations in Iran
One of the most important and fundamental issues that Iran has faced in recent years is water crisis. This problem mostly hits the country in years with drought. The minimum water flow in the river in fact is the low flow. Environmentally, the shrinkage of low flow to its minimum value. Increases the related contamination and lowers the dissolved oxygen in water which causes the death of aquatics in the rivers. As directorial view, this minimum of low flow has special importance for study the fields of urban, industrial and agricultural water supply. Therefore prediction of low flow in the water field and environmental issues must be heeded. In this study, prediction of 7-day and 30-day low flow has been considered which data of daily flows came from staions -Ghale Shahrokh and Eskandari in Isfahan province and Chamriz and Chenarsookhte in Fars province- was used. For this purpose, two methods of usual time series modeling and modeling of time series using wavelet (wavelet-series) were used. The approached, presented by Box and Jenkins was considered for the modeling of time series which consists of three steps: namely model, parameter estimation and goodness of fit test or time independency. For the prediction of low flow, modeling of time series was done for main, logarithmic and seasonal series. The results indicated the advantage of logarithmic series in all of the stations. One of the procedures which recently has been considered in hydrologic field is utilizing wavelet as an innovative and effective method in time series analysis. In the wavelet-time series modeling with Haar wavelet theory the considered series was decomposed. According to the considered series, decomposition was performance at levels 5 and 6 in mentioned stations. In data, there are results of analyzing wavelet including ‘A’ approximation which has main essence of data and details –containing white noise. Then the time series modeling steps were performed for the approximate. Finally, the series analysis has done simply with use of by obtaining correlation coefficient, mean rooted squared error and mean absolute deviation in modeling and predicting for two methods and also by considering that wavelet decomposition simplifies the series which simplifies the analysis of the series, the wavelet-time series method was proved to be the most appropriate method to predict the amount of low flow. Keywords: Box and Jenkins, forecast, Haar, low flow, time series, Wavelet
در سال های اخیر یکی از مسائل مهم و اساسی که ایران با آن مواجه شده، بحران آب است. این مشکل در سال هایی نمایان می شود که پدیده خشکسالی روی دهد. جریان کم، در حقیقت همان حداقل جریان آب جاری در رودخانه می باشد. به حداقل رسیدن جریان کم، از نظر زیست محیطی باعث افزایش نسبی آلودگی و کاهش اکسیژن محلول که یکی از پیامدهای آن مرگ و میر آبزیان در رودخانه هاست. و از دیدگاه مدیریتی این حداقل جریان در مطالعات آبرسانی شهری، صنعتی و کشاورزی اهمیت ویژه ای دارد. بنابراین در زمینه امور آب و مسائل زیست محیطی به پیش بینی جریان کم توجه خاصی باید شود. از این رو در این مطالعه به پیش بینی جریان های کم 7 و 30 روزه با استفاده از داده های روزانه جریان، 4 ایستگاه هیدرومتری در کشور، ایستگاه های قلعه شاهرخ و اسکندری در استان اصفهان و ایستگاه های چمریز و چنار سوخته در استان فارس پرداخته شد. به این منظور دو روش مدلسازی سری زمانی معمولی و مدلسازی سری زمانی به کمک موجک (موجک-سری زمانی) استفاده شد. رهیافت ارائه شده توسط باکس جنکینز به منظور مدلسازی سری زمانی در نظر گرفته شد که شامل سه مرحله تشخیص مدل، تخمین پارامترها و تشخیص درستی مدل می باشد. جهت پیش بینی جریان کم، مدلسازی سری زمانی برای سری های اصلی، لگاریتمی و فصلی انجام گرفت و نتایج شامل برتری سری لگاریتمی در تمام ایستگاه می باشد. یکی از روش هایی که در سال های اخیر در زمینه هیدرولوژی مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از موجک به عنوان روشی نوین و بسیار موثر در زمینه تحلیل سری های زمانی است. در مدلسازی موجک-سری زمانی با استفاده از تئوری موجک هار، سری مورد نظر تجزیه گردید. با توجه به سری مورد نظر تجزیه در سطح 5 و 6 برای ایستگاه های مذکور انجام گرفت. سری های حاصل از تجزیه موجک شامل تقریب a که ماهیت اصلی داده ها و زیر سری های جزئی که شامل نوفه سفید موجود در داده ها می باشند. سپس مراحل مدلسازی سری زمانی برای تقریب a انجام گرفت. در نهایت با به دست آوردن ضریب همبستگی مقادیر پیش بینی و مشاهده ای، ریشه میانگین مربع خطا و میانگین قدر مطلق خطا در مدلسازی و پیش بینی دو روش، همچنین با توجه به این که موجک از طریق تجزیه سری، سری پیچیده را تبدیل به سری ساده می کند که با این کار تحلیل سری راحت تر صورت می گیرد، روش موجک-سری زمانی مناسب تر جهت پیش بینی مقادیر جریان کم تشخیص داده شد. واژه های کلیدی : باکس-جنکینز، پیش بینی، جریان کم، سری زمانی، موجک، هار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی