بررسی کارایی توابع هدف مبتنی بر منحنی تداوم جریان و معیارهای ارزیابی آماری در واسنجی مدل‌های هیدرولوژیک

فتح آبادی, ابوالحسن

doi:10.22092/ijwmse.2021.342262.1777

تعداد نشریات	278
تعداد نشریات سازمان	77
تعداد شماره‌ها	2,075
تعداد مقالات	23,920
تعداد مشاهده مقاله	12,862,317
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	10,402,430

	بررسی کارایی توابع هدف مبتنی بر منحنی تداوم جریان و معیارهای ارزیابی آماری در واسنجی مدل‌های هیدرولوژیک
مهندسی و مدیریت آبخیز
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 08 بهمن 1399
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwmse.2021.342262.1777
نویسنده
ابوالحسن فتح آبادی
استادیار دانشکده منابع طبیعی و کشاورزی گنبد کاووس
چکیده
در مدل های هیدرولوژیک به منظور مدل سازی بهتر فرآیند بارش رواناب نیاز است تا مدل با استفاده از داده های مشاهداتی واسنجی شود. در فرآیند واسنجی مدل های هیدرولوژیک علاوه بر کیفیت داده های مشاهدات و الگوریتم بهینه سازی تابع هدف نیز بر کارایی مدل موثر است. در اغلب تحقیقات معیارهای آماری مثل NSE و RMSE به عنوان تابع هدف در فرآیند واسنجی مدل های هیدرولوژیک استفاده می شوند. با توجه به ساختار مدل و روابط مورد استفاده در هر یک از معیارهای ارزیابی، هر یک از آنها در شبیه سازی بخشی از هیدروگراف کارایی مناسبی دارند. یکی از پارامترهای هر حوضه که به نوعی نشان عکس العمل حوضه برای مقادیر دبی مختلف است منحنی تداوم جریان است. در این تحقیق اقدام به بررسی و مقایسه کارایی توابع هدف مبتنی بر منحنی تداوم جریان و توابع هدف آماری در بهینه سازی پارامترهای مدل هیدرولوژیکی HBV در حوضه زیارت استان گلستان گردید. پس از وارد کردن داده های ورودی به مدل، با استفاده از الگوریتم DDS مدل برای هر تابع هدف به تعداد 100 مرتبه بهینه شد. پس از بهینه سازی پارامترهای مدل، این پارامترها به مدل معرفی و مقادیر دبی برای دوره های واسنجی و اعتبار سنجی برآورد گردید. نتایج نشان داد معیارهایی مانند NSE وKGE در برآورد داده های پیک، معیارهایی از قبیل RMSE و MAE در برآورد داده های متوسط و معیارهای مبتنی بر منحنی تداوم جریان در برآورد دبی های کمینه عملکرد بهتری داشته اند. در شبیه سازی بخش های مختلف هیدروگراف دبی روازنه روش مبتنی بر منحنی تداوم جریان بهترین عملکرد را داشت و معیارهای RMSE و MAE در رتبه بعدی قرار داشته و معیارهای NSE و KGE عملکرد مناسبی نداشتند.
کلیدواژه‌ها
بهینه سازی؛ مدل HBV؛ منحنی تداوم جریان؛ دبی‌های کمینه؛ دبی‌های بیشینه
عنوان مقاله [English]
Evaluation the efficiency of flow duration curve (FCD) based and statistical criteria objective functions in calibrating hydrological model
چکیده [English]
To hydrological models have reliable prediction it need to calibrate model using observed data. In addition to the quality of input data and the efficiency of optimizing algorithm, objective functions have effect on the quality of calibration. Mostly statistical criteria such NSE, RMSE are used as objective function in calibration hydrological models. With respect to model structure and relations used for each statistical criteria, each statistical criteria have better performance in modeling some parts of hydrograph. Flow duration curve (FCD) is one of important characteristics of watershed and it is an index of watershed respond for different magnitude of discharge. In this study the efficiency of FCD objective function and statistical criteria objective functions in calibration HBV hydrological model in Ziyarat watershed in Golestan province were investigated. After introducing input data to model using DDS algorithm, model was calibrated 100 times for each objective function. When model was calibrated, using optimized parameter sets model output for calibration and validation period was obtained. Result showed that criteria such as NSE and KGE have better performance in predicting high flows, criteria such as RMSE and AME predicted moderate flow discharge better and criteria based on FCD had better performance in predicting low flows. In prediction different parts of hydrograph FCD objective function has the best performance, RMSE and MAE were in sound order and NSE and KGE didn’t have suitable performance.
کلیدواژه‌ها [English]
optimizing, HBV model, flow duration curve, low flows, high flows

مراجع

آمار تعداد مشاهده مقاله: 4

Journal Management System. Designed by sinaweb.