SEASONAL STOCHASTIC SIMULATION AND TIMESERIES MODELLING - ANALYSIS OF A KARSTIC SPRING IN CENTRAL MACEDONIA, GREECE

 
This item is provided by the institution :

Repository :
Bulletin of the Geological Society of Greece  | ΕΚΤ eJournals
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2016 (EN)
SEASONAL STOCHASTIC SIMULATION AND TIMESERIES MODELLING - ANALYSIS OF A KARSTIC SPRING IN CENTRAL MACEDONIA, GREECE (EN)

Lazaridou, M.
Lappas, I.

Ο αντικειμενικός στόχος της εργασίας είναι η εύρεση του κατάλληλου εποχικού μοντέλου SARIMA για την καλύτερη προσαρμογή των μηνιαίων παροχών της καρστικής πηγής, που βρίσκεται στα Βόρεια της πόλης των Σερρών (Άγιος Ιωάννης, Όρος Μενοίκιο), λαμβάνοντας υπόψη τη χαμηλότερη τιμή του κριτηρίου Akaike. Η μεθοδολογία των Box- Jenkins εφαρμόζεται ώστε να βρεθεί το κατάλληλο μοντέλο, που να προβλέπει μελλοντικές χρονοσειρές σύμφωνα με παλαιότερα δεδομένα ακολουθώντας μια επαναληπτική διαδικασία τεσσάρων (4) βημάτων: αναγνώριση, εκτίμηση, έλεγχος διάγνωσης και πρόβλεψη. Η ανάλυση χρονοσειρών και η πρόβλεψη υδρολογικών παραμέτρων, όπως η παροχή πηγών μπορεί να αποβούν σημαντικά χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων και τη βέλτιστη χρήση των υδατικών πόρων. Στη μελέτη αυτή, μηνιαίες μετρήσεις παροχών πηγής αναλύονται. Τα αρχικά δεδομένα κανονικοποιούνται και μετατρέπονται σε στάσιμα, χρησιμοποιώντας μεθόδους διαφόρισης. Οι συναρτήσειςαυτοσυσχέτισης και μερικής αυτοσυσχέτισης υπολογίζονται για τον προσδιορισμό της τάξης των παραμέτρων της Αυτοπαλινδρόμησης και του Κινούμενου Μέσου και κατόπιν ελέγχονται τα υπόλοιπα για την ύπαρξη “λευκού θορύβου”. Οι παροχές πηγών προβλέπονται, με βάση το επιλεγμένο μοντέλο, έως το 2008 και στη συνέχεια συγκρίνονται με ήδη μετρηθείσες τιμές. Το εποχικό μοντέλο SARIMA(2,1,1)(1,0,1)12 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μηνιαία πρόβλεψη των παροχών πηγής για ένα σύντομο χρονικό διάστημα (έως ένα έτος), ούτως ώστε να τεθούν προτεραιότητες στη διαχείριση των υδατικών αναγκών. Τέλος, ο συντελεστής συσχέτισης μεταξύ των παρατηρημένων και των υπολογισμένων τιμών είναι σημαντικά υψηλός, ενώ τα απόλυτα και τα σχετικά σφάλματα σημαντικά χαμηλά. (EL)
The objective of this paper is to find an appropriate Seasonal Auto-Regressive Integrated Moving Average (SARIMA) model for fitting the monthly discharge of a karstic spring located at the North of the city of Serres (Agios Ioannis, Mount Menikio) by considering the minimum of Akaike Information Criterion (AIC). Box- Jenkins methodology applies models to find the best fit of a timeseries to past values of this timeseries, in order to make forecasting and consists of a four-step iterative procedure: identification, estimation, diagnostic check and forecasting. Timeseries analysis and forecasting of hydrological parameters such as spring discharge may be useful in decision making and optimum water resources usage. In this study, monthly discharge measurements are analysed. Initial data are firstly transformed to normal and stationary using differencing methods. Autocorrelation and Partial Autocorrelation functions are calculated to determine the order of Autoregressive and Moving Average parameters and residuals are then checked to show the “white noise”. The spring discharge data are forecasted based on the selected model up to 2008 and are then compared with measured values. The timeseries model SARIMA (2,1,1)(1,0,1)12 could be used in monthly discharge forecasting at a short time (upcoming one year) with a simple and explicit model structure in order to help decision m akers to establish priorities in terms of water demand management. Finally, the corr elation coefficient between the observed and fitted data is essentially high, while the absolute and relative errors are significantly low. (EN)

info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Peer-reviewed Article (EN)

μεθοδολογία Box - Jenkins (EL)
πρόγνωση παροχών πηγής (EL)
συνάρτηση αυτοσυσχέτισης (ACF) (EL)
μετασχηματισμός (EL)
Μοντέλο SARIMA (EL)
Άγιος Ιωάννης (EL)
SARIMA model (EN)
Box - Jenkins methodology (EN)
spring discharge forecasting (EN)
Autocorrelation Function (ACF) (EN)
transformation (EN)
Agios Ioannis (EN)

Ελληνική Γεωλογική Εταιρεία (EL)
Geological Society of Greece (EN)

Δελτίο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας

2016-07-27


Geological Society of Greece (EN)

0438-9557
2529-1718
Δελτίο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρείας; Vol 50, No 2 (2016): 14th International Conference of the G.S.G.; 808-817 (EL)
Bulletin of the Geological Society of Greece; Vol 50, No 2 (2016): 14th International Conference of the G.S.G.; 808-817 (EN)

Copyright (c) 2017 I. Lappas, M. Lazaridou (EN)



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)