دبی جریان رودخانه‌ها از جمله عوامل تأثیرگذار بر بهره‌برداری منابع آب و طراحی سازه‌های هیدرولیکی از جمله سدها بوده که مطالعه آن از اهمیت بالایی برخوردار است. عوامل متعدد تأثیرگذار بر این پدیده غیرخطی باعث شده که دبی جریان، تصادفی فرض شود. بنا بر اصول نظریه آشوب، سیستم‌های به ظاهر تصادفی و بی‌نظم دارای الگوی منظم و قابل پیش‌بینی هستند. در این پژوهش، با استفاده از روش‌های ترسیم فضای فاز، بُعد همبستگی، بزرگ‌ترین نمای لیاپانوف و توان طیف فوریه، دبی رودخانه زاینده‌رود از دیدگاه نظریه آشوب طی 43 سال (1350 تا 1392) بررسی و تحلیل شده است. بر اساس نتایج، ﻣﻘﺪار غیر صحیح ﺑُﻌﺪ ﻫﻤﺒﺴـﺘﮕﯽ برای ایستگاه‌های اسکندری و قلعه شاهرخ (به‌ترتیب 3/34 و 3/6)، حاکی از رﻓﺘـﺎر آﺷﻮﺑﻨﺎک دبی جریان در بالادست مخزن سد زاینده‌رود است. از سوی دیگر، در ایستگاه سد تنظیمی، نمودار بُعد همبستگی نسبت به بُعد محاط، سیر صعودی دارد که مبین تصادفی بودن سری زمانی مورد مطالعه در پایین‌دست مخزن سد زاینده‌رود است. شیب نمودار‌های نمای لیاپانوف که نشان‌دهنده حساسیت به شرایط اولیه سیستم است، برای ایستگاه‌های اسکندری، قلعه شاهرخ و سد تنظیمی به‌ترتیب برابر 0/014، 0/017 و 0/0192 و افق پیش‌بینی قابل اعتماد در ایستگاه‌های آشوبناک به‌ترتیب برابر با 96 و 59 روز به‌دست آمد. واکاوی غیرتناوبی بودن سری‌های زمانی نیز با استفاده از آنالیز توان طیف فوریه انجام شد. پهنای وسیع باند، افزون بر شاخص‌های دیگر، بر صحت آشوبناکی دبی رودخانه در ایستگاه‌های بالادست مخزن سد زاینده‌رود دلالت دارد.
