ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΩΝ ΕΠΟΧΙΑΚΩΝ ΟΜΟΙΩΜΑΤΩΝ SARIMA ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ. ΤΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΟΥ ΚΑΡΣΤΙΚΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΕΑ ΤΗΣ ΚΡΑΝΙΑΣ ΕΛΑΣΣΟΝΑΣ, ΘΕΣΣΑΛΙΑ CONTRIBUTION OF SEASONAL STOCHASTIC MODELS SARIMA TO THE RATIONAL WATER RESOURCES MANAGEMENT. THE CASE OF THE KRANIA ELASSONA KARST SYSTEM, THESSALY, GREECE El En

Résumé El En

Στην εργασία αυτή επιχειρείται η προσομοίωση με εποχιακά στοχαστικά ομοιώματα SARIMA της χρονικής σειράς (1974-1993) των παροχών της καρστικής πηγής Κεφαλόβρυσου, η οποία εκφορτίζει τον καρστικό υδροφορέα της Κρανιάς Ελασσόνας και διερευνάται η αποτελεσματικότητα τους στο να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη πρόβλεψη μελλοντικών μηνιαίων παροχών, στοιχείο πολύ σημαντικό για την ορθολογική διαχείρησή του υδροφορέα. Η εφαρμογή των εποχιακών στοχαστικών ομοιωμάτων προϋποθέτει ύπαρξη στασιμότητας της χρονοσειράς. Για τη δημιουργία στασιμότητας χρησιμοποιείται ο λογαριθμικός μετασχηματισμός Box-Cox. Για τη λογαριθμικά μετασχηματισμένη χρονική σειρά των μηνιαίων παροχών της πηγής το κατάλληλο εποχιακό στοχαστικό ομοίωμα SARIMA, που μπορεί να προσομοιώσει τη μετασχηματισμένη σειρά, είναι της μορφής (4,1,1X1,1,1)12. Για τον έλεγχο της καταλληλότητας του ομοιώματος (4,1,1)(1.1,1)ΐ2 χρησιμοποιείται ο έλεγχος των υπολοίπων με σκοπό να δειχθεί ότι αποτελούν λευκό θόρυβο. Αυτό γίνεται με τη συνάρτηση αυτοσυσχέτισης [ACF] τη συνάρτηση μερικής αυτοσυσχέτισης [PACF] και το αθροιστικό περιδόγραμμα [C(fk)] των υπολοίπων, τα οποία δείχνουν ότι τα υπόλοιπα είναι "λευκού θορύβου", δηλαδή ασυσχέτιστα. Το παραπάνω ομοίωμα έχει τη μορφή :(1-φ ιΒ- φ2Β 2 - φ3Β 3 - φ4Β 4 )(1-Β)(1-Φ1Β 12)(1- B12)Zt = (1-θιΒ)(1-Θι B12)etόπου Zt είναι ο λογάριθμος της μηνιαίας παροχής της πηγής Κεφαλόβρυσου. Η εφαρμογή του ομοιώματος, στην χρονοσειρά των παροχών της καρστικής πηγής Κεφαλόβρυσου, φαίνεται ότι πετυχαίνει πολύ καλή πρόβλεψη των μετρημένων μηνιαίων παροχών για δύο τουλάχιστον έτη.

Several stochastic models, known as Box and Jenkins or SARIMA (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average) have been used in the past for forecasting hydrological time series in general and stream flow or spring discharge time series in particular. SARIMA models became very popular because of their simple mathematical structure, convenient representation of data in terms of a relatively small number of parameters and their applicability to stationary as well as nonstationary process.Application of the seasonal stochastic model SARIMA to the spring's monthly discharge time series for the period 1974-1993 in Krania Elassona karst system yielded the following results. Logarithms of the monthly spring discharge time series can be simulated on a SARIMA (4,1,1)(1,1,1)12 type model. This type of model is suitable for the Krania Elassona karst system simulation and can be utilised as a tool to predict monthly discharge values at Kafalovriso spring for at least a 2 year period. Seasonal stochastic models SARIMA seem to be capable of simulating both runoff and groundwater flow conditions on a karst system and also easily adapt to their natural conditions.Adapting the proper stochastic model to the karst groundwater flow conditions offers the possibility to obtain accurate short term predictions, thus contributing to rational groundwater resources exploitation and management planning