ابوالحسن فتحآبادی؛ وحید آنامرادی
چکیده
در مدلهای هیدرولوژیک بهمنظور مدلسازی بهتر فرایند بارش رواناب نیاز است تا مدل با استفاده از دادههای مشاهداتی واسنجی شود. در فرایند واسنجی مدلهای هیدرولوژیک، علاوه بر کیفیت دادههای مشاهدات و الگوریتم بهینهسازی تابع هدف نیز بر کارایی مدل موثر است. در اغلب پژوهشها، معیارهای آماری مثل NSE و RMSE بهعنوان تابع هدف در فرایند ...
بیشتر
در مدلهای هیدرولوژیک بهمنظور مدلسازی بهتر فرایند بارش رواناب نیاز است تا مدل با استفاده از دادههای مشاهداتی واسنجی شود. در فرایند واسنجی مدلهای هیدرولوژیک، علاوه بر کیفیت دادههای مشاهدات و الگوریتم بهینهسازی تابع هدف نیز بر کارایی مدل موثر است. در اغلب پژوهشها، معیارهای آماری مثل NSE و RMSE بهعنوان تابع هدف در فرایند واسنجی مدلهای هیدرولوژیک استفاده میشوند. با توجه به ساختار مدل و روابط مورد استفاده در هر یک از معیارهای ارزیابی، هر یک از آنها در شبیهسازی بخشی از هیدروگراف کارایی مناسبی دارند. یکی از پارامترهای مهم هر حوضه که به نوعی نشاندهنده عکسالعمل حوضه برای مقادیر دبی مختلف میباشد، منحنی تداوم جریان است. در این پژوهش، اقدام به بررسی و مقایسه کارایی توابع هدف مبتنی بر منحنی تداوم جریان و توابع هدف آماری در بهینهسازی پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HBV در حوضه زیارت استان گلستان شد. پس از وارد کردن دادههای ورودی به مدل، با استفاده از الگوریتم DDS مدل برای هر تابع هدف به تعداد 100 مرتبه بهینه شد. پس از بهینهسازی پارامترهای مدل، این پارامترها به مدل معرفی و مقادیر دبی برای دورههای واسنجی و اعتبارسنجی برآورد شد. نتایج نشان داد، معیارهایی مانند NSE و KGE در برآورد دادههای پیک، معیارهایی از قبیل RMSE و MAE در برآورد دادههای متوسط و معیارهای مبتنی بر منحنی تداوم جریان در برآورد دبیهای کمینه عملکرد بهتری داشتهاند. در شبیهسازی بخشهای مختلف هیدروگراف دبی روازنه روش مبتنی بر منحنی تداوم جریان بهترین عملکرد را داشت، معیارهای RMSE و MAE در رتبه بعدی قرار داشته و معیارهای NSE و KGE عملکرد مناسبی نداشتند.
ستار چاوشی
چکیده
استفاده از الگوریتمهای فرا ابتکاری در علوم مختلف بهطور روز افزون در حال گسترش است. کاربرد آنها در شناخت و مدلسازی پدیدههای طبیعی نظیر سیل و خشکسالی به لحاظ طبیعت و مکانیسم پیچیده و تعامل غیرخطی عوامل موثر بر آن نمونهای از توانایی و پتانسیل این الگوریتمها در هیدرولوژی میباشد. در این مقاله، نخست ...
بیشتر
استفاده از الگوریتمهای فرا ابتکاری در علوم مختلف بهطور روز افزون در حال گسترش است. کاربرد آنها در شناخت و مدلسازی پدیدههای طبیعی نظیر سیل و خشکسالی به لحاظ طبیعت و مکانیسم پیچیده و تعامل غیرخطی عوامل موثر بر آن نمونهای از توانایی و پتانسیل این الگوریتمها در هیدرولوژی میباشد. در این مقاله، نخست به معرفی الگوریتم جستجوی موجودات همزیست پرداخته میشود و در ادامه کاربرد آن در بهینهسازی سامانههای فازی و با هدف یافتن ناحیه اثر ایستگاههای واقع در حاشیه جنوبی دریای خزر مورد بحث قرار میگیرد. این حوضه سالیانه شاهد وقوع سیلابهای مخرب بوده و متعاقبا صدمات جانی و مالی بوده است. یافتههای این پژوهش برای برآورد سیلاب حوضه و متعاقبا طراحی سازههای کنترل سیلاب استفاده میشود. تعداد 61 ایستگاه آبسنجی واقع در این منطقه در نظر گرفته شده، مشخصات فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیک آنها شامل مساحت، محیط، ارتفاع کمینه، ارتفاع بیشینه، ارتفاع متوسط، شیب متوسط، طول آبراهه اصلی، شیب آبراهه اصلی، طول مستطیل معادل، عرض مستطیل معادل، عامل فرم، ضریب شکل، ضریب گراولیوس، ضریب گردی، ضریب فشردگی و بارش متوسط سالیانه تعیین شده است. طبق نتایج حاصل از آزمون تحلیل مولفههای اصلی از بین 16 پارامتر مورد بررسی، مساحت، ارتفاع متوسط، ضریب شکل و ضریب گراولیوس حوضه بههمراه بارندگی متوسط حوضه بهعنوان مهمترین عوامل برای آزمون همگنی هستند. این عوامل بهعنوان ورودی سامانه فازی استفاده شد که منجر به تولید نواحی همگن شد. الگوریتم جستجوی موجودات همزیست برای بهینهسازی این گروههای همگن و طی فرایندهای تکراری بهکار گرفته شد. در نهایت، عملکرد الگوریتم و صحت و سقم این نتایج بهدست آمده با استفاده از آماره ناهمگنی گشتاور خطی ارزیابی شد. بدینترتیب، تعداد 61 ناحیه اثر که بیانگر نواحی همگن برای هر یک از 61 حوضه مورد مطالعه است، بهدست آمد. نتایج این مطالعه بیانگر کارایی روش پیشنهادی در تعیین ناحیه اثر حوزههای آبخیز منطقه دارد. پراکنش جغرافیایی ناحیه اثر ایستگاهها (ایستگاههای همگن با ایستگاه هدف) نشان میدهد که مجاورت جغرافیایی الزاما دلالت بر همگنی حوضهها ندارد.
غلامرضا چمنپیرا؛ غلامرضا زهتابیان؛ حسن احمدی؛ آرش ملکیان
چکیده
شیوه بهرهبرداری از منابع آب زیرزمینی دشت الشتر، موجب افت سطح آب و کاهش آبدهی چاههای منطقه شده است. طی دوره آماری 1371 تا 1389 تراز سطح ایستایی دشت، سالانه بهطور متوسط 24 سانتیمتر افت نموده است. استفاده ترکیبی از تکنیکهای شبیهسازی و بهینهسازی، روشی مفید و قدرتمند در تعیین استراتژیهای تصمیمگیری و مدیریتی، برای بهرهبرداری ...
بیشتر
شیوه بهرهبرداری از منابع آب زیرزمینی دشت الشتر، موجب افت سطح آب و کاهش آبدهی چاههای منطقه شده است. طی دوره آماری 1371 تا 1389 تراز سطح ایستایی دشت، سالانه بهطور متوسط 24 سانتیمتر افت نموده است. استفاده ترکیبی از تکنیکهای شبیهسازی و بهینهسازی، روشی مفید و قدرتمند در تعیین استراتژیهای تصمیمگیری و مدیریتی، برای بهرهبرداری اصولی از منابع آب میباشند. در این راستا از مدل ریاضی MODFLOW و نرمافزار Lingo بهعنوان ابزارهایی کارآمد و با صرفه، برای بررسی گزینههای مختلف مدیریتی استفاده شد. در فرایند شبیهسازی با هدف مدیریت منابع آب، از نتایج حاصل از مدلسازی و کالیبراسیون مدل، برای بهینهسازی سفره آب زیرزمینی استفاده شد. از آنجا که توابع هدف در این مطالعه از نوع خطی بوده، برنامهریزی خطی چند هدفی بهمنظور حل مساله بهینهسازی انتخاب شد. مساله عمومی بهینهسازی چند هدفه با n متغیر تصمیم، m محدودیت و p هدف در روابط بهینهسازی ارائه شد. هدف از حل مسئله بهینهسازی، بیشینه کردن سود حاصل از محصولات کشاورزی و کمینه کردن مصرف آب برای استفاده بیشتر از آبخوان است. میزان سوددهی کل محصولات زراعی قبل از بهینهسازی برابر 47798 میلیون ریال بود که پس از بهینهسازی با 33.25 درصد افزایش به 63689 میلیون ریال رسید. میزان مصرف آب قبل از بهینهسازی، 92220 هزار متر مکعب در سال بود، که پس از حل مسئله بهینهسازی 18.1 درصد کاهش یافت و به 75510 هزار متر مکعب در سال رسید. سوددهی کل محصولات بر اساس سناریو سند ملی (نیاز خالص آبی) 15 درصد افزایش یافت. در این سناریو میزان مصرف آب کشاورزی 65.5 درصد کاهش مییابد.
علی جعفری؛ داود نیککامی؛ اسماعیل عباسی؛ فاطمه توکلی راد
چکیده
عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. برای کاهش اثرات محیطی و اقتصادی فرسایش که ناشی از سوء مدیریت در استفاده از اراضی است، نیاز به تدابیری در حوزههای آبخیز است. بهینهسازی کاربری اراضی یکی از راه کارهای مناسب برای دستیابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع میباشد. ...
بیشتر
عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. برای کاهش اثرات محیطی و اقتصادی فرسایش که ناشی از سوء مدیریت در استفاده از اراضی است، نیاز به تدابیری در حوزههای آبخیز است. بهینهسازی کاربری اراضی یکی از راه کارهای مناسب برای دستیابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع میباشد. هدف از انجام این پژوهش، تعیین سطح بهینه کاربری اراضی بهمنظور افزایش درآمد ساکنین و کاهش میزان اثرات فرسایش در حوزه آبخیز سد سنا است. بهمنظور رسیدن به توسعه و بهکارگیری روشی بهمنظور ترسیم الگوی بهینه استفاده از اراضی برای داشتن حداقل فرسایش و افزایش درآمد کاربران، با استفاده از مدل برنامهریزی چند هدفی متناسب با شکل توابع هدف و محدودیتها گزینههای بهینه تعیین و ارائه شد. در این رابطه، مدل برنامهریزی خطی برای سه سناریوی مختلف وضعیت کنونی کاربریها، وضعیت کنونی کاربریها با اعمال مدیریت اراضی و وضعیت استاندارد کاربریها و مطابق با اصول و معیارهای علمی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد، سطح کاربریهای فعلی برای کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنین حوضه مناسب نبوده و در شرایط بهینه باید تغییر کند. همچنین، نتایج حاصله از میزان سود و فرسایش نشان داد، در صورت بهینهسازی کاربری اراضی، میزان فرسایش در شرایط فعلی، با اعمال مدیریت اراضی در کاربریهای فعلی و در شرایط استاندارد بهترتیب 5.3 ، 31.7 و 43.4 درصد کاهش و میزان سود بهترتیب 47.73، 242.57 و 242.57 درصد افزایش مییابد.