بارش - رواناب

یکی از روشهایی که در زمینه های مختلف علمی استفاده شده و می تواند فرایند پیچیده بارش – رواناب را شبیه سازی کند، استفاده از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی است. هدف این تحقیق بررسی کارآمدی شبکه های عصبی مصنوعی در شبیه سازی فرایند بارش- رواناب و مقایسه نتایج آنها با مدل HEC – HMS در حوضه آبریز رودخانه اعظم هرات در استان یزد است. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل بارندگی روزانه به همراه دبی روزانه و لحظه ای رودخانه مزبور طی یک دوره آماری 24 ساله (1361-1385) است. ابتدا بارش نگارهای چندین پیشامد بارندگی و آبنمودهای رواناب آنها مبنای کار قرار گرفت. سپس شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم پس انتشار خطا و استفاده از تابع تبدیل سیگموئید آموزش داده شد. معیار گزینش پارامترهای شبکه در مرحله آموزش، تولید کمترین مقدار (RMSE) در خروجی های آن بود. مدل HMS به روش پیشنهادی SCS و شماره منحنی (CN) اجرا شد. برای ارزیابی کارایی شبکه عصبی مصنوعی، داده های شبیه سازی شده و مشاهده ای مربوط به کل دبی و حجم رواناب، دبیها و زمانهای اوج مقایسه شدند. یافته های تحقیق نشان می دهد که ضرایب همبستگی کل دبیهای مشاهده ای و برآورد شده شبکه عصبی 978/0 و مدل HMS 823/0 است و خروجی شبکه نسبت به خروجی مدل از دقت بیشتری برخوردار است. ضرایب همبستگی مربوط به حجم رواناب برآورد شده و دبی اوج به ترتیب برای شبکه 986/0 و 981/0 و برای مدل 979/0 و 972/0 به دست می آید. مقایسه زمان اوج آبنمودهای واقعی با موارد پیش بینی شده ANN و HMS نشان می دهد که دقت شبکه در این مورد نیز به مراتب از دقت مدل استفاده شده بیشتر است و ضرایب همبستگی شبکه 833/0 و مدل 491/0 برآورد می شود. مقایسه عملکرد شبکه و مدل به کار رفته نشان می دهد که در تمام پارامترهای مورد نظر دقت شبکه بیشتر از مدل HMS است. با انجام آزمون t با سطوح احتمال 95 و 99 درصد، اختلاف معنی داری میان اندازه های مشاهده ای و شبیه سازی شده مربوط به همه پارامترهای مورد بررسی مشاهده نشد.

فعالیت بشر به شکل های گوناگون احتمال وقوع سیل را افزایش داده است، در کشور ایران، تنوع آب و هوایی و شرایط خاص جغرافیایی، زمینه پیدایش و شکل گیری انواع مخاطرات طبیعی را فراهم ساخته است. قرار گرفتن شهرها و روستاهای ایران در مناطق کوهپایه ای، از میان رفتن پوشش گیاهی، رعایت نکردن حریم امنیتی رودخانه هایی که غالباً از میان و یا کنار شهرها می گذرند، ساخت وسازهای بی رویه در مسیر رودخانه ها، زیر کشت بردن اراضی کنار رودخانه ها و سایر عوامل مشابه، از دلیل اصلی وقوع جریان های سیلابی است. شهر ایذه هرساله شاهد سیلاب های عظیم شهری است که خسارت های زیادی به شهر وارد شده است. در راستای بررسی این سیلاب ها، حوضه های مشرف به شهر مورد بررسی قرار گرفته است شماره منحنی (CN) از روی مشخصات خاک، نوع بهره وری از زمین و شرایط رطوبت قبلی خاک در محیط نرم افزار GIS تهیه گردید و شدت و مدت بارش های منطقه با استفاده از مدل قهرمان در دوره بازگشت های مختلف محاسبه و سپس با استفاده از نرم افزار SCS دبی اوج در هر دوره بازگشت محاسبه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با توجه به دبی اوج با شدت های 30، 60 و 120 دقیقه و با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 20، 50 و 100 ساله، حوضه تپه شهدا بیشترین میزان حجم رواناب را به سمت شهر گسیل کرده و بیشترین نقش را در وقوع سیلاب شهری ایذه داشته است و پس ازآن حوضه الهک نقش بسزایی در وقع سیلاب و آبگرفتگی معابر شهر ایذه داشته است. همچنین سیلاب های ایجاد شده توسط حوضه شیخان بیشترین آسیب را به زمین های کشاورزی وارد می سازد. از عوامل مهم تأثیرگذار بر ایجاد این سیلاب ها تغییر بستر طبیعی رودخانه به کانال های مصنوعی بدون در نظر گرفتن ظرفیت دبی و عدم افزایش ظرفیت کانال ها از بالادست به سمت ورود به شهر است. در مسیرهای مختلف جریان های متعددی به کانال اضافه می شود و حجم دبی را چند برابر می کند درصورتی که حجم کانال ثابت باقی مانده است.