بهبود عملکرد مدل هیدرولوژیکی Hymod با استفاده از الگوریتم بهینه سازی نهنگ

چکیده مقاله

امروزه استفاده از مدل¬های هیدرولوژی، عمدتاً برای شبیه¬سازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می¬رسد. مدل¬سازی مناسب فرآیندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرآیندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می¬شوند که مدل به خوبی بتواند سیستم طبیعی را شبیه¬سازی کند. تخمین پارامتر-های این گونه مدل¬ها عموماً به صورت مستقیم به دلیل تعداد بالای پارامترها غیر ممکن می¬باشد و لازم است به کمک ابزار¬های بهینه¬سازی (واسنجی مدل) آنها را برآورد نمود. در حال حاضر واسنجی پارامتر¬های مدل بارش–رواناب روزانه Hymod (یک مدل ساده¬ مفهومی بارش–رواناب) با استفاده از الگوریتم نهنگ (WOA) که از نحوه¬ جستجوی غذای نهنگ سرچشمه گرفته است، انجام شد. ارزیابی روش واسنجی مذکور با استفاده از داده¬های روزانه بارش و تبخیر و تعرق برای 5 سال و صحت¬سنجی آن نیز در 5 سال، در حوزه رودخانه لیف آمریکا انجام شد. مقادیر دبی شبیه¬سازی¬شده و مشاهده¬شده با کمک شاخص¬های ضریب همبستگی (R2)، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و ضریب ناش-ساتکلیف (NS) مقایسه شد. مقادیر معیارهای سنجش خطا به ترتیب 91/0، 2/1 و 8/0 برای دوره واسنجی و 91/0، 5/2 و 83/0 برای دوره صحت¬سنجی بدست آمد. همچنین پارامترهای محاسبه¬شده به کمک الگوریتم نهنگ، میزان بیشترین ذخیره رطوبتی در حوزه 95/216 میلی¬متر، تغییرات مکانی ذخیره رطوبت خاک 38/0، فاکتور توزیع بین دو مخزن رطوبتی 98/0، زمان ماندگاری در مخزن جریان آرام 08/0روز و زمان ماندگاری در مخزن جریان سریع 47/0 روز است. بررسی مقادیر خطا نشان داد؛ الگوریتم بهینه¬سازی نهنگ کارایی بالایی در زمینه واسنجی مدل¬های بارش-رواناب دارد.