تخمین ضرایب روش روندیابی سیل ماسکینگام غیرخطی با تکنیک بهینه سازی simulated annealing

thesis
abstract

از میان روشهای هیدرولوژیکی روندیابی سیل، روش ماسکینگام به دلیل سادگی و تعداد کم پارامترهای مورد نیاز همواره مورد توجه بوده است. روش ماسکینگام برسه نوع مدل خطی و مدل غیرخطی نوع 1 و 2 موجود است. در مدل خطی، بین ذخیره و دبی یک رابطه خطی در نظر گرفته میشود و سایر محاسبات با فرض وجود همین رابطه انجام میشود، در حالی که در ماسکینگام غیرخطی، یک رابطه غیرخطی بین ذخیره و دبی فرض میشود و در بسیاری از موارد برقراری این رابطه در آبراهههای طبیعی به واقعیت نزدیکتر است. اما اتخاذ یک روش مناسب و در عین حال دقیق که توانایی تخمین پارامترهای موجود در روش ماسکینگام غیرخطی را داشته باشد از اهمیت ویژهای برخوردار است. بدین منظور استفاده از روش های مبتنی بر بهینه سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از میان انواع روش های بهینه سازی روشی موسوم به تبرید تدریجی (sa)، یک روش مناسب جهت این تخمین است. در این تحقیق از روش saجهت تخمین پارامترهای مذکور استفاده گردید و بدین منظور از آمار مربوط به هشت سیلاب رودخانه کارون حد فاصل دو ایستگاه هیدرومتری ملاثانی تا اهواز استفاده شد. از میان هشت سیلاب انتخابی، آمار شش سیلاب برای کالیبراسیون پارامترها مورد استفاده قرار گرفت، سپس میانگین مقادیر بهینه به دست آمده برای پارامترها، جهت اعتباریابی در دو سیلاب دیگر جایگذاری شد. همچنین به منظور مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج سایر روش های بهینه سازی، از هیدروگراف سیلابی موسوم به ویلسون استفاده شد. از آنجا که این هیدروگراف بارها توسط محققین دیگر مورد بررسی قرار گرفته است لذا امکان مقایسه نتایج فراهم می گردد. همچنین به منظور ارزیابی توانایی روش sa در شبیه سازی نقاط بهینه سراسری و و عبور از نقاط بهینه محلی، از آمار مربوط به یک هیدروگراف سیل که دارای چندین دبی پیک بوده و در سال آبی 75-76 در ایستگاه های هیدرومتری ملاثانی و اهواز به ثبت رسیده نیز استفاده گردید. جهت ارزیابی کارایی الگوریتم از یک سری شاخص های آماری استفاده شد. از جمله این شاخص ها می توان به مواردی مثل شاخص نش-ساتکلیف، درصد خطای محاسباتی میزان دبی اوج، درصد خطای محاسباتی زمان وقوع دبی اوج، درصد خطای محاسباتی حجم جریان، شاخص ضریب مجموع باقیمانده، درصد خطای برآورد و ضریب تعیین اشاره نمود. نتایج نشان داد که مدل ماسکینگام غیرخطی نوع 1 نسبت به مدل های ماسکینگام خطی و غیرخطی نوع 2 عملکرد بهتری داشته و در پیش بینی وضعیت جریان خطای کمتری را به همراه دارد. مدل ماسکینگام خطی هم نسبت به مدل غیرخطی نوع 2 عملکرد مناسبتری داشته و نتایج دقیق تری ارائه می دهد. همچنین نتایج نشان داد روش sa قادر است پارامترهای موجود در مدل ماسکینگام خطی را در زمان کوتاهتری نسبت به دو مدل دیگر تخمین بزند. استفاده از روش sa به منظور تخمین پارامترهای مدل ماسکینگام در مورد هیدروگراف ویلسون هم دقت و توانایی بالای این روش را در مقایسه با سایر روش های بهینه سازی نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که روش sa در شبیه سازی نقاط اوج سراسری و محلی موجود در هیدروگراف سیلاب چندپیکه عملکرد مناسبی داشته و مدل غیرخطی نوع 1 در برآورد دبی اوج سراسری مناسبترین عملکرد و کمترین میزان خطا را به همراه دارد.

similar resources

تخمین ضرایب منحنی رطوبتی خاک با روش بهینه سازی simulated annealing

منحنی مشخصه رطوبتی خاک یکی از مهمترین شاخص هایی است که ویژگی های بخش غیر اشباع خاک را به صورت کمی بیان می کند. اما از آنجا که اندازه گیری مستقیم آن چه در مزرعه و چه در آزمایشگاه پر هزینه و و قت گیر بوده، از این رو استفاده از روش های غیرمستقیم برای مدل سازی رابطه غیرخطی منحنی مشخصه رطوبتی خاک اجتناب ناپذیر است. یکی از مهمترین و دقیق ترین آنها مدل آماری ون گنوختن می باشد. بدست آوردن پارامترهای ای...

تخمین پارامترهای بهینه مدل روندیابی ماسکینگام غیرخطی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری (ICA)

Non-linear Muskingum model is an efficient method for flood routing. However, the efficiency of this method is influenced by three applied parameters. Therefore, efficiency assessment of Imperialist Competition Algorithm (ICA) to evaluate optimum parameters of non-linear Muskingum model was addressed in this study. In addition to ICA, Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO)...

full text

تخمین پارامترهای بهینه مدل روندیابی غیرخطی ماسکینگام با استفاده از الگوریتم مورچگان پیوسته

بهینه­سازی پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام به روش آزمون و خطا و روش­های عددی انجام می­شود. این روش­ها دشوار و وقت­گیر می­باشد اما الگوریتم­های فرا ابتکاری با سرعت بالاتر و به‌صورت دقیق­تر می­توانند تخمینی مناسب از این پارامترها را به دست دهند. در این پژوهش کارایی الگوریتم مورچگان پیوسته (ACOr)، در تخمین پارامترهای بهینه مدل روندیابی غیرخطی ماسکینگام مورد بررسی قرار گرفته است و برای ارزیابی آن ا...

full text

برآورد ضرایب معادله نفوذ لوئیس-کوستیاکف در آبیاری شیاری با تکنیک بهینه سازی simulated annealing

از آن جائی که آبیاری شیاری یکی از رایج ترین انواع روش های آبیاری سطحی است، اگر به درستی طراحی و اجرا شود، برای زارعین یکی از بهترین روش ها محسوب می شود. اما چنان چه به خوبی طراحی، اجرا و مدیریت نشود، موجب کاهش راندمان کاربرد، افزایش تلفات آب آبیاری، عدم یکنواختی توزیع آب و در نتیجه کاهش محصول می گردد. به منظور ارزیابی، طراحی و یا شبیه سازی یک سیستم آبیاری شیاری در وحله ی اول نیاز به تعیین معادل...

بهینه سازی روش ماسکینگام در روندیابی سیل در رودخانه های سیلابی

روندیابی سیل در رودخانه­هایی که دارای دشت­های سیلابی می­باشند (کانال­های با مقطع مرکب) دارای پیچیدگی زیادی است. در این حالت، استفاده از معادلات سن­ونان که اساس کلیه­ی نرم­افزارهای روندیابی سیلاب را تشکیل می­دهند، توأم با خطا است. برای اصلاح این معادلات، روش­های ریاضی متعددی پیشنهاد شده است. این روش­ها، غالباً پیچیده بوده و زمان اجرای طولانی دارند. در این مقاله راه­حل ساده و بهینه­ای مبتنی بر روش...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بوعلی سینا - دانشکده علوم کشاورزی

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023