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

امروزه استفاده از مدل­ های هیدرولوژی، عمدتا برای شبیه ­سازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می ­رسد. مدل­ سازی مناسب فرایندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرایندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می ­شوند که مدل به خوبی بتواند سامانه طبیعی را شبیه ­سازی کند. تخمین پارامترهای این گونه مدل ­ها عموما به صورت مستقیم به ‎دلیل تعداد بالای پارامترها غیرممکن است و لازم است، به کمک ابزار­های بهینه ­سازی (واسنجی مدل) آن­ ها را برآورد کرد. در پژوهش حاضر، واسنجی پارامتر­های 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 پنج سال و صحت ­سنجی آن نیز در پنج سال، در حوضه رودخانه لیف آمریکا انجام شد. مقادیر دبی شبیه ­سازی ­شده و مشاهده ­شده با کمک شاخص ­های ضریب همبستگی (R۲)، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و ضریب ناش-ساتکلیف (NS) مقایسه شدند. مقادیر معیارهای سنجش خطا به ترتیب ۰.۹۱، ۱.۲ و ۰.۸ برای دوره واسنجی و ۰.۹۱، ۲.۵ و ۰.۸۳ برای دوره صحت­ سنجی به­ دست آمد. همچنین، پارامترهای محاسبه ­شده به کمک الگوریتم نهنگ، میزان بیشترین ذخیره رطوبتی در حوضه ۲۱۶.۹۵ میلی­ متر، تغییرات مکانی ذخیره رطوبت خاک ۰.۳۸، عامل توزیع بین دو مخزن رطوبتی ۰.۹۸، زمان ماندگاری در مخزن جریان آرام ۰.۰۸ روز و زمان ماندگاری در مخزن جریان سریع ۰.۴۷ روز است. بررسی مقادیر خطا نشان داد، الگوریتم بهینه­ سازی نهنگ کارایی بالایی در زمینه واسنجی مدل­ های بارش-رواناب دارد.

کلیدواژه ها:

حوزه آبخیز رودخانه لیف ، مدل بارش-رواناب ، مدیریت آبخیز ، واسنجی ، WOA