پیش بینی آبدهی رودخانه با استفاده از مدل اتورگرسیو پریودیک با ضرایب ثابت و متغیر به کمک روش‌های پارامتری و ناپارامتری( مطالعه موردی: رودخانه هرو ایستگاه کاکارضا).

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه بوعلی سینا همدان

10.22125/iwe.2021.128116

عنوان مقاله [English]

Prediction of River Discharge using Periodic Autoregressive Model with Constant and Variable Coefficients using Parametric and Nonparametric Methods (Case Study: Houro River, Kakkarza Station).

نویسندگان [English]

  • Seyed Yaghoub Karimi 1
  • Hamed Nozari 1
  • Mahbobe Younesi 1
  • safar . Marofi 2
1 Science and water engineering department, Faculty of agriculture, Bu Ali sina Hamedan
2 Department of Water Engineering, Bu Ali Sina University in Hamedan
چکیده [English]

Time series analysis is divided into two general categories, parametric and nonparametric methods. In this study, the monthly rainfall data in a 35-year statistical period of kakarreza hydrometric station (located in Khorramabad city) was tested by the parametric and nonparametric method for periodic Autoregressive (AR) with constant and variable coefficients individually. Also, winter method and decomposition were tested and evaluated. Regarding the fact that the mean and standard deviations have not the significant difference in parametric and non-parametric models. The results of modeling are almost identical in two situations and in a constant coefficient situation, the autoregressive model with order 2 gives a slightly better result (R2=0.534, ACI=-446 and RMSE=6.07). Generally, periodic autoregressive model with variable coefficients has better performance than autoregressive model with constant coefficients. Analysis of the seasonal decomposition model shows that the residual series are non-random. Also in the winter’s model, the graph of residuals versus fitted values exhibits a specific structure and the graph has a trend, so it cannot be assumed that the residual variance is a constant. As a result, these models do not have the capability to estimate river flow.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kakareza Station
  • Periodic AR
  • Parametric and Nonparametric Methods
اصغری جعفر آبادی، محمد. محمدی، س.م. 1392. سری آمار: روشهای ناپارامتری. مجله دیابت و متابولیسم ایران، بهمن-اسفند ، دوره 14 (شماره 3) 162-145.
خرمی، م. بزرگ نیا، ا. 1386. تجزیه و تحلیل های زمانی با نرم افزار MINITAB 14. نشر سخن گستر. صفحه 336.
فتحی، پ. صادقیان، م.ص. موسوی ندوشن، س.س. 1391. مقایسه روش های هلت- وینتر و باکس جنکینز در مدل سازی جریان رودخانه (مطالعه موردی رودخانه کرج). نهمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه. بهمن ماه. اهواز. دانشگاه شهید چمران.
فلاح پور، س. هداوند میرزایی، ا. 1392. پیش بینی نوسانات بازده طلا با استفاده از مدل گارچ ناپارامتری و مقایسه با روش های گارچ پارامتری. مجله مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار. شماره 26.
کارآموز، م. عراقی نژاد، ش. 1397. هیدرولوژی پیشرفته. انتشارات امیرکبیر. صفحه 464.
ملکیان، آ. و کاظم زاده، م. 1395. روند جریان­های رودخانه­ای با استفاده از رویکردهای آماری پارامتری و ناپارامتری در استان اردبیل. پژوهش های دانش زمین. دوره 4. شماره 15.
Hipel, K.W. and McLeod, A.I . 1994. Time series modelling of water resources and environmental systems, Elsevier Science.
Kottegoda, N T ; Rosso, R. 2009. “Applied Statistics for Civil and Environmental Engineers “second Edison, Wiley, 736 pages.
Onoz, B. and Bayazit, M. 2003. The power of statistical tests for trend detection. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences. 27: 247-251.
Salas, Jd; Delleur J.W; Yevjevich V.; Lane, W.L. 1980. Applied Modeling of hydrologic time series. Water Resources Publications, Littleton, Colorado. 484 pages.
Salas, D.J., Bos, D.C., Samis, R.A. 1982. Estimation of ARMA Models With Seasonal Parameters. Water  Resources Research, Vol. 18, No. 4, 1006-1010.
Sheskin DJ. 2004. Handbook of parametric and nonparametric statistical procedures Florida: Chapman & HalVCRC;.
Takeuchi, K. and H. Ishidaira. 2003. Monotonic Trend and Step Changes in Japanese Precipitation. Journal of Hydrology, 279: 144-150.
Zheng, Xufang, "Air transportation direct share analysis and forecasting" (2019). Graduate Theses and Dissertations. 17819. https://lib.dr.iastate.edu/etd/17819
Zhou, J. Hu, G. Jia, Li. Menenti, M. 2012. Evaluation of Harmonic ANalysis of Time Series (HANTS): impact of gaps on time series reconstruction, Conference: Second International Workshop on Earth Observation and Remote Sensing Applications.