بررسی مقایسه‌ای روش‌های رگرسیون خطی و فیلتر کالمن در به‌روزرسانی روابط دبی- اشل (مطالعه موردی: ایستگاه هیدرومتری حمیدیه، حوضه آبریز کرخه)

نویسندگان

1 استاد گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 استادیار گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

doi
10.22034/iwrr.2024.459089.2759
چکیده

دسترسی به داده با دقت مناسب از ضروری‌ترین ارکان مدیریت بهینه منابع آب در حوضه‌های آبریز است. در این راستا، همواره استفاده از روش­های دقیق‌تر و کاهش خطای تجهیزات اندازه‌گیری موردتوجه بوده است. در این میان، مقادیر دبی در مقاطع روباز نظیر رودخانه­‌ها از پرکاربردترین داده‌های آب است. علیرغم پیشرفت‌های انجام‌گرفته در اندازه‌گیری دبی، با توجه به محدودیت‌های عملیاتی استفاده از روابط دبی- اشل کماکان پرکاربردترین روش در برآورد دبی در رودخانه‌ها و زهکش‌ها است. این روابط همواره با خطاها و عدم قطعیت‌های مختلف روبرو بوده و اصلاح و ‌به‌روزرسانی دوره‌ای آن‌ها ضروری است. در این تحقیق، روش‌شناسی مبتنی بر بررسی روش‌های رگرسیون خطی و تکنیک داده‌گواری فیلتر کالمن به ‌منظور به‌روزرسانی این روابط مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور، از دو سری داده‌ فرضی و اندازه‌گیری شده باهدف توسعه روش‌شناسی و اثبات کارایی این روش در بهبود عملکرد روابط دبی- اشل استفاده‌ شده است. نتایج به‌ دست‌ آمده نشان ‌دهنده کاهش 22 و 94 درصدی آماره­‌های ارزیابی RMSE و MAE به ترتیب با به‌کارگیری رگرسیون خطی و فیلتر کالمن برای داده‌های فرضی است. به همین ترتیب پس از تائید کارایی فیلتر، از آن برای داده‌های واقعی ایستگاه هیدرومتری حمیدیه واقع بر روی رودخانه‌ کرخه نیز استفاده شد. نتایج نشان‌دهنده کاهش 31 و 42 درصدی آماره‌های RMSE و MAE در صورت استفاده از فیلتر کالمن است. بر این اساس، می‌توان بیان کرد که استفاده از فیلتر کالمن به ‌منظور اصلاح و به‌روزرسانی ضرایب رابطه دبی- اشل در افزایش دقت داده‌های برآورد شده از این روابط به‌خصوص در شرایط سیلابی بسیار مؤثر است.