توسعه و برآورد پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام در روندیابی سیلاب با الگوریتم شکار نهنگ (مطالعه موردی: رودخانه کارده)

در این پژوهش، الگوریتم شکار نهنگ به عنوان الگوریتمی مبتنی بر رفتار اجتماعی وال ها در بهینهسازی پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام برای روندیابی سیلاب استفاده شده است. جهت بررسی کارایی این الگوریتم، در مدل های ماسکینگام غیرخطی NL۳ و مدل توسعه یافته  NL۵مطالعه موردی سیل ویلسون که توسط پژوهش گران بررسی شده و هم چنین یک سیل تاریخی از منطقه کارده به عنوان مطالعه موردی به منظور روندیابی سیلاب و محاسبه پارامترهای مدل ماسکینگام انتخاب شد. در تحقیق حاضر، ابتدا در مدل NL۳ عملکرد الگوریتم شکار نهنگ با الگوریتمهای فراکاوشی دیگر نظیر الگوریتم ژنتیک و جستجوی هارمونی مقایسه و با توجه به عملکرد بهتر این الگوریتم، در مدل NL۵ مورد بررسی قرار گرفت. شاخص های SSQ و  MSEبین دبیهای روندیابی شده و مشاهداتی، به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج بهدست آمده از روندیابی سیل ویلسون با استفاده از الگوریتم شکار نهنگ، برای مدل NL۳ مقادیر این توابع هدف به ترتیب برابر ۷۷/۱۲۸و ۸۰/۵ مترمکعب بر ثانیه و برای مدل NL۵ مقادیر توابع هدف به ترتیب ۷۷/۲۱ و ۲۵/۰ است. نتایج روندیابی سیل کارده با الگوریتم شکار نهنگ نیز نشان داد مجموع مربعات انحرافات، مربع میانگین خطای استاندارد و تفاوت بین دبیهای اوج مشاهداتی و روندیابی شده برای مدل NL۳ به ترتیب برابر ۵۵۰/۴ و ۵۰۱/۰ متر مکعب بر ثانیه است و برای مدل  NL۵۲۶/۱ و ۱۳۹/۰ می باشد. نتایج شاخص های آماری بیان کننده برتری مدل NL۵ نسبت به مدل NL۳ برای محاسبه دقیق پارامترهای غیرخطی مدل ماسکینگام و پیشبینی دقیق سیلاب است. بنابراین، از دستاوردهای پژوهش حاضر میتوان به معرفی مدل ماسکینگام غیرخطی NL۵ بر مبنای الگوریتم WOA برای حل مسائل مرتبط با روندیابی سیلاب اشاره داشت.

کلیدواژه ها:

الگوریتم وال ، بهینه سازی ، روندیابی هیدرولوژیکی ، رودخانه شریانی ، مدل غیرخطی NL۵