مقایسه روش های بهینه سازی پارامترهای مدل SIMHYD برای شبیه سازی دبی روزانه جریان در حوزه آبریز کوزه تپراقی اردبیل (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
داده های دبی روزانه جریان از پیش نیازهای مدیریت منابع آب هستند، اما امکان اندازه گیری آن در بسیاری از آبخیزهای بالادست وجود ندارد. بر این اساس، مدل سازی هیدرولوژیکی یکی از ابزارهای مهم در برآورد خصوصیات جریان در آبخیزهای بدون آمار است. تخمین پارامتر های ورودی مدل های هیدرولوژیکی در اغلب موارد نیازمند بهینه سازی است. هدف این پژوهش، ارزیابی روش های بهینه سازی و واسنجی خودکار مدل بارش-رواناب SIMHYD در حوزه آبخیز کوزه تپراقی با مساحت 805 کیلومترمربع در استان اردبیل است. داده های دبی، بارش روزانه، تبخیر و تعرق به عنوان ورودی های مدل از سال 2002-2011 برای واسنجی و از سال 2009-2011 برای صحت سنجی در امر شبیه سازی استفاده شدند. روش های واسنجی شامل الگوریتم ژنتیک، تکامل رقابتی جامع، الگوی جستجو، الگوی جستجوی چند شروعه، نمونه گیری تصادفی یکنواخت، روزنبروک، بهینه سازی روزنبروک چند شروعه براساس معیارهای کارایی آماری ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تغییر الگوریتم های بهینه سازی در دقت واسنجی مدل تاثیر قابل توجهی دارد. به طوری که مقدار تابع نش-ساتکلیف برای الگوریتم های مورداستفاده به ترتیب 42/0، 31/0، 55/8-، 38/0، 56/0، 23/0، 24/0 به دست آمد. الگوریتم روزنبروک در مقایسه با سایر الگوریتم های مورد استفاده، از دقت بالایی در واسنجی مدل هیدرولوژیک SIMHYD برخوردار است.Comparing optimization methods of SIMHYD model parameters to simulate daily flow discharge in the Kouzetopraghi Watershed, Ardabil
Daily flow data are a prerequisite for water resources management, but it is not possible to measure it in many upstream watersheds. In this study, different optimization algorithms have been used to evaluate the efficiency of the SIMHYD model. Therefore, the discharge data of Kouzetopraghi rive gauge station was selected as the study data (805 km2) located in Ardabil province. The daily data of rainfall, evapotranspiration of the meteorological stations in the study area were used to simulate the daily river flow data. Optimization methods including genetic algorithm, comprehensive competitive evolution, search pattern, multi-start search pattern, uniform random sampling, Rosenbrook, multi-start Rosenbrook optimization were evaluated based on statistical efficiency criteria. The mean value of discharge values by genetic algorithms, multi-year pattern search, uniform random sampling, multi-start Rosenbark, Rosenbork, comprehensive competitive evolution, search pattern were 0.031, 0.023, 0.085, 0.032, 0.024, 0.032, 0.031, respectively. The results showed that the change of optimization algorithms has a significant effect on the calibration accuracy of the model, so that the values of the Nash-Sutcliffe efficiency criteria for the employed algorithms were 0.42, 0.31, -8.55, 0.38, 0.56, 0.023, and 0.24, respectively. The Rosenbrook algorithm had higher accuracy in calibrating the SIMHYD hydrological model compared to other algorithms used. A part of the modeling error can be related to the inconsistency of precipitation and runoff data due to the multiplicity of stations.
تبلیغات
