مقایسة روش‌های بهینه‌سازی روزنبرک، ژنتیک، URS و SCE–UA جهت تعیین پارامترهای مدل سیم‌هاید برای شبیه‌سازی دبی جریان

نویسندگان

1 دانشیار مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشگاه محقّق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران

3 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران

doi
چکیده

بهینه‌سازی پارامترهای مدل‌های هیدرولوژیکی بارش – رواناب، برای واسنجی این مدل‌ها حائز اهمّیّت است. هدف از واسنجی مدل، تعیین ارزش بهینة پارامترهای مدل است تا بهترین تناسب بین دبی جریان مشاهداتی و شبیه‌سازی‌شده به دست آید. انتخاب روش مناسب، نقش مهمّی در واسنجی پارامترهای مدل‌های هیدرولوژیکی دارد. در این پژوهش، کارایی تکنیک‌های بهینه‌سازی برای واسنجی مدل مفهومی بارش - رواناب سیم‌هاید در حوضة آبخیز خرم‌آباد با مساحت 2467 کیلومترمربع برای شبیه‌سازی دبی جریان، مورد بررسی قرار گرفته است. این تکنیک‌ها شامل الگوریتم‌های ژنتیک، تکامل رقابتی جوامع، نمونه‌گیری تصادفی یکنواخت و الگوریتم روزنبرک هستند. نتایج نشان داد که تغییر الگوریتم‌های بهینه‌سازی در دقّت واسنجی مدل مفهومی تأثیر قابل توجّهی دارد. به طوری که ارزش تابع نش ساتکلیف برای الگوریتم‌های مورد استفاده به ترتیب 73/0، 72/0، 70/0 و 75/0 به دست آمد. الگوریتم روزنبرک در مقایسه با سایر الگوریتم‌ها از دقّت بیشتری برخوردار است؛ بنابراین مدل هیدرولوژیکی سیم‌هاید با استفاده از الگوریتم روزنبرک برای شبیه‌سازی دبی جریان دورة زمانی 2008-2004 واسنجی و برای دورة زمانی 2010-2009 صحّت‌سنجی شد. ضرایب آماری NS، RMSE و R برای دورة واسنجی به ترتیب 73/0، 66/0 و 86/0 و برای دورة صحّت­سنجی به ترتیب 68/0، 80/0 و 83/0 به دست آمد. نتایج نشان داد که الگوریتم‌های بهینه‌سازی در مدل سیم‌هاید دقّت بالایی برای تعیین مقادیر بهینة پارامترهای مدل دارند و مدل برای شبیه‌سازی رواناب منطقة مورد مطالعه از کارایی مناسبی برخوردار است؛ بنابراین با استفاده از مدل‌های هیدرولوژیکی و انتخاب تکنیک بهینه‌سازی مناسب، می­توان با دقّت بالاتری دبی جریان حوضه‌های آبخیز را شبیه‌سازی کرد.