مقاله اماری -منابع ابی

مقاله اماری - منابع ابی تعداد صفحات: 22

مقدمه
در بخش اول و در بحث برنامه ريزي بيان نموديم كه يكي از قسمتهاي مهم در اين فرايند توليد داده هاي مناسب مي باشد. در حقيقت ميزان درستي و درجهُ اطمينان هر نوع برنامه ريزي ارتباطات مستقيم، كيفيت و اعتبار داده هاي ورودي آن دارد.
در اكثر برنامه ريزي هاي منابع آب از داده هاي آماري گذشته استفاده مي شود. ميزان دقت ايستگاههاي مختلف در اندازه گيري ها و پرت زمان نهدنه برداري از اينگونه شرايط از اهميت زيادي برخوردار مي باشد در بسياري از اوقات نمي توان تنها به اين داده ها اكتفا نمود بدليل اينكه اولاً تاسسيات آبي غالباً در مدت زمان زيادي مورد بهره برداري قرار مي گيرند و در اين مدت هر گونه اتفاقاتي بايد در نظر گرفته شود . ثانياً اين آمار متقلق به گذشته مي باشد و نمي توان آنها را ملاك خوب براي كارهاي برنامه ريزي در آينده در نظر گرفت.
در اين ميان روشهاي آماري بكمك برنامه ريزان آمده است تا بتوانند از روي همين داده هاي موجود و اندازه گرفته شده به داده هاي مصنوعي بسازند تا جوابگوي اين نياز فرايند باشند.
با توجه به آنچه گفته شد مشاهده مي گردد كه اين آمار مصنوعي چيز جديدي نمي باشد و تنها با حفظ نمودن بعضي از خصوصيات آماري مربوط به داده هاي اندازه گرفته شده حاصل شده اند. اين فزوني درست مي باشد زيرا در اكثر پديده هاي هيدرولوژيكي و وابسته به زمان ميزان يك پارامتر ارتباط مستقيم با مقدار آن در دورهُ گذشته دارد و اين وابستگي در دوره هاي زماني نزديك هم بيشتر است مثلاً‌ جريان يك رودخانه در فروردين وابستگي زيادي به مقدار آن در اسفند دارد و اين وابستگي در هفتهٌ آخر اسفند و هفته اول فروردين بمراتب بيشتر است.
6 – 2 – سري هاي زماني
داده هايي را كه از روي آنها داده هاي مصنوعي ساخته مي شود سري هاي زماني مي ناميم {24}. سري هاي زماني با توجه به پارامترهاي فضاي حالت هر يك مي توان بصورت پيوسته و يا گسسته2 تعريف كردند. اگر متغيرهاي سري بصورت تصادفي باشد به آنها فرايندهاي اتفاقي اطلاق مي گردد كه اين فرايند ها خود مي توانند به هم وابسته و يا مستقل از هم باشند.{24}
همانطور كه پيشتر توضيح داديم، در علم هيدرولوژي اكثر سري مان زماني بصورت اتفاقي مي باشند. سري مان زماني گاهي بواسطهُ ابعادشان نيز از هم نميز داده مي شوند، سري مان زماني چند بعدي شامل اندازه گيري از چند متغير مي باشد {24}.
موضوع مهم ديگري كه در ارتباط با سري مان زماني مطرح مي باشد ايستايي و نا ايستايي سري مان زماني مي باشد اگر عوامل طبيعي ها و يا غير طبيعي ، سبب تغييرات عمده در روند وقوع متغييرها نباشد و تابع توزيع احتمال هر متغير در هر زمان خاص از يك دوره ،‌ثابت باقي بماند سري را ايستا مي گوييم و در غير اينصورت نا ايستايي باشد {23}.
در اين مبحث بدليل اينكه موضوع اصلي اين پايان نامه برنامه ريزي مي باشد وارد ويژگي هاي مربوط به سري هاي زماني نمي شويم و تنها راجع به نحوه ساختن داده هاي مصنوعي از روي اين سري مان زماني گفگو مي نماييم . در ارتباط ، ويژگي هاي سري مان زماني مي توان به مراجع {25 } ، { 24 } ، { 9 } ، رجوع نمود.
6 – 3 – مدلهاي اتفاقي توليد آمار مصنوعي
دو روش عمده جهت ساختن مدلهاي مصنوعي از سري مان هاي زماني موجود مي باشد 1 – روش مستقيم1 2 – روش غير تجمعي يا تجزيه2 . در اين روش ما چيزي بيش از اطلاعات ارائه شده در سري مان زماني ازائه نمي گردد و تنها با ثابت نگه داشتن يك يا چند ويژگي آماري از سري مان هاي زماني، مدل مصنوعي ساخته مي شود. اين خواص مي توانند ميانگين ،‌انحراف معيار ،‌چولگي و … باشد {24 }.
هيچ مدلي قادر نيست تا تمام اين ويژگي ها را حفظ نمايد و روشهاي مختلف با توجه به خصوصيتي كه حفظ نمايند از هم تميز مي شوند.
در روش مستقيم پارامترهاي آماري مدل ، از ماهي به ماهي گويلر تغيير مي كند و مستقيماً‌ جريان مصنوعي ماهيانه توليد مي شود. ولي در روش تجزيه يا غير تجمل ابتدا راواناب سالانه توليد و سپس اين مقادير به جريان ماهيانه توزيع مي گردد. { 23 }.
هر كدام از دو روش فوق روش هاي ديگري تجزيه مي شوند كه بعضي از آنها ارائه گرديده اند { 23 }
6 – 4 – معرفي نرم افزار hec – 4
در اين رسانه براي ساختن داده هاي مصنوعي جهت برنامه ريزي پويا از نرم افزار hec – 4 استفاده گرديده است. اين نرم افزار از روي مطالعات beard در سال 1962 و در مركز مطالعات هيدرولوژي گروه مهندسين ارتش آمريكا (usa ce) در سال 1971 تدوين گرديد. اين برنامه با استفاده از مدل اتورگرسيو AR ( 1 ) و به صورت چند مكاني تهيه شده است و در آن سري جرياان هاي ماهيانه با استفاده از روش هاي، كرسيون به طور مستقيم در اتصاله قابل توليد مي باشد .{ 24 }.
مدل AR ( 1 ) حالت ساده اي از مدل كلي ARMA ( P , Q } يا مدل باكس جين كنيز ( BOX JENKINS ) مي باشد. اين مدل داراي F عبارت اتورگرسيو و Q عبارت ميانگين متحرك و بصورت كلي زير مي باشد. { 24 }

Z t + 1 = i z t – i + 1 + V t – J V t – j ( 1 – 6 )