نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه بیرجند، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، ایران

3 3- استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، ایران

چکیده

ﻣﺴﺌﻠﻪ شبیه­سازی رواﻧﺎب در ﺣﻮﺿﻪ­ﻫﺎیی ﺑﺎ ﻛﻤﺒﻮد ﻳﺎ ﻓﻘﺪان اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎی ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳـﻚ ﻣـﺸﻜﻞ در مدل­های ﻫﻴﺪروﻟﻮژﻳﻜﻲ ﻣﻄﺮح اﺳﺖ. در چنین شرایطی توسعه مدل هایی که بتواند پیش بینی سیلاب را با دقت کافی داشته باشد در کنار ﺑﺮآورد ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣـﺪل ﻫﻴـﺪروﻟﻮژﻳﻜﻲ لزوم استفاده از روش های نوین واسنجی را بیش از پیش نمایان می کند. تخمین پارامترهای این گونه مدل­ها عموماً به صورت مستقیم به دلیل تعداد بالای پارامترها غیر ممکن می­باشد و لازم است به کمک ابزارهای بهینه­سازی (واسنجی مدل) آن­ها را برآورد نمود. در تحقیق حاضر ارزیابی پنج روش بهینه­سازی فراکاوشی در برآورد پارامترهای مدل مفهومی بارش-رواناب روزانه Hymod در دو حوضه رودخانه داخل و خارج کشور (رودخانه کرج و لیف) انجام شد. ارزیابی روش­های واسنجی مذکور با استفاده از داده­های روزانه بارش و تبخیر و تعرق در هر حوضه انجام گردید. در این تحقیق از معیار ناش –ساتکلیف تغییر یافته برای اولین بار در ارزیابی خطای شبیه سازی های انجام شده بارش-رواناب استفاده گردید. با مقایسه مقادیر دبی شبیه­سازی شده و مشاهده شده روزانه با استفاده از معیارهای مختلف ارزیابی مدل، نتایج نشان از برتری محسوس روش های بهینه­سازی مجموعه ذرات و تکامل تصادفی جوامع به نسبت سه روش دیگر (ترکیب روش­های ژنتیک و مجموعه ذرات، جهش ترکیبی قورباغه و روش کرم شبتاب) داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Different Global Optimization Methods for Calibration of a Daily Hydrological Model

نویسندگان [English]

  • Sadegh Sadeghitabas 1
  • Mohsen Pourrezabilondi 2
  • Hosein Khozeymehnezhad 3

چکیده [English]

     Runoff simulation is a challenging issue in ungagged basins with missing data. Therefore hydrological modeling involved with new automatic calibration methods should be considered seriously. Since adjusting the models with high parameters manually is a time-consuming and labor-intensive task, automatic calibration techniques are generally required to obtain reasonable estimates of the model parameters. Thus in this research we aim to compare and assess calibrating of a conceptual daily rainfall-runoff model (Hymod) with five global optimization methods (GOMs). As well, two case studies (Karaj and Leaf Rivers) were selected to assess and present the results adopted from runoff modeling with two forcing data, rainfall and evapotranspiration series. A new performance criteria, KGE as a new criterion is decomposition of the widely used Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) was applied in this study to analyse the different components that constitute NSE. Results revealed that particle swarm optimization (PSO) and shuffle complex evolution (SCE) may be more efficient and robust significantly and will be able to simulate daily runoff with better performance criteria.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • optimization method
  • rainfall runoff model
  • Karaj and Leaf River basins