تحليل عدم قطعيت مدل شبيه‌سازي-بهينه‌سازي آبخوان با استفاده از الگوريتم مونت كارلو (زنجيرۀ ماركوف)

Analysis of the Uncertainty of the Simulation-Optimization Model using the Monte Carlo Markov Chain Algorithm

تحليل عدم قطعيت، مرحله اي جدانشدني در فرايند مدل سازيهاي هيدرولوژي است. ارزيابي كمي عدم قطعيت در خروجي هاي مدل شبيه سازي و تخمين پارامترهاي آن، موجب افزايش اطمينان در نتايج مدلسازي و شناخت درستي از منابع عدم قطعيت ميشود. با توجه به رشد روزافزون كاربرد مدلهاي آب زيرزميني در مديريت و پيشبيني رفتار آبخوانها، ‌پژوهش حاضر به‌منظور تحليل عدم قطعيت در شبيه‌سازي كمي-كيفي آبخوان و تأثير آن در نتايج بهينه‌سازي انجام شد. با استفاده از مدل هيدرولوژيكي SWAT، ميزان تغذيه مشخص شده و وارد مدل جريان آب زيرزميني MODFLOW و مدل انتقال آلاينده MT3DMS شد. در تحقيق حاضر از الگوريتم DREAMzs كه يكي از الگوريتم‌هاي مبتني بر مونت كارلو (زنجيرۀ ماركوف) است، به منظور بررسي عدم قطعيت پارامترهاي مدل MODFLOW استفاده شد. در ادامه، با لينك‌كردن مدل با MOPSO ميزان بهينۀ هد و شوري در آبخوان مد نظر به‌دست آمد. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد ميزان دقت در ورودي‌هاي مدل سبب مطلوبيت در نتايج با توجه به هدف تعيين‌شده كه كاهش ميزان افت آب است، شد.

Uncertainty analysis is an inseparable step in the process of hydrological modeling. Quantitative assessment of the uncertainty in the simulation model outputs and its parameters lead to an increase of confidence in the results of modeling and understanding of the sources of uncertainty. Due to the increasing use of groundwater management model and predicting the behavior of the aquifer, this research is seeking to analyze the uncertainty in quantitative-qualitative aquifer simulation and its effect on optimization results. Using SWAT hydrologic model, the amount of recharge is specified and inserted into MODFLOW groundwater flow model and MT3DMS transmission model. In this research, the DREAM (zs) algorithm (based on Monte Carlo Markov chain algorithms) was used to examine the uncertainty of MODFLOW model parameters. Then by linking the model with MOPSO, the optimum head and salinity are obtained in the aquifer. The results show that the accuracy of the inputs of the model leads to the desirability of the results in relation to the intended purpose of reducing the water table