كارآيي مدل برنامه ريزي ژنتيك در شبيه سازي فرآيند بارش- رواناب (مطالعه موردي : حوضه آبريز رودخانه خرم آباد)

The Effectiveness of Genetic Planning Model in rainfall-runoff Simulation process

پيش­بيني ميزان دبي رودخانه يكي از مسايل مهمِ مهندسي منابع آب است؛ اين موضوع از نظر برنامـه­ ريـزي، مـديريت، و سياست ­گذاري منابع آبي در راستاي توسعة اقتصادي و زيست محيطي به ­ويژه در كشوري مثل ايران، با منابع آبي محدود اهميت بسيار زيادي دارد. آگاهي از چگونگي ارتباط بين بارندگي و رواناب حوضه­ هاي آبريز بخش جدان شدني مطالعات طرح­هاي آبي مي ­باشد. فقدان داده ­هاي كافي بارش-رواناب به دليل نبود ايستگاه ­هاي آب سنجي مناسب،اهميت به­كارگيري روش­ هاي نامستقيم و الگوريتم ­هاي فراكاوشي را براي برآورد ميزان رواناب حوضه ­هاي آبريزبيش ازپيش نمايان مي­ سازد. در اين تحقيق از مدل برنامه ­ريزي ژنتيك به ­منظور شبيه­ سازي فرآيند بارش-رواناب حوضه آبريز رودخانه خرم­آباد استفاده شده است و براي معرفي الگوها و شناسايي بهترين الگوي حاكم برماهيت جريان، با استفاده از توابع برازش و انجام فرآيندهاي توسع ه­اي و تكرار به منظور يافتن تعداد تكرار بهينه، همه داده­ هاي دوره آماري به دو دسته آموزش و آزمايش(52% آموزش و 48% آزمايش) تقسيم شدند و برنامه براي 1000 تكرار اجرا گرديد. همچنين جهت ارزيابي روابط حاصله از مدل شبيه ­ساز، از شاخص­ هاي جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE)،ميانگين خطاي مطلق(MSE) وضريب تعيين (R2) استفاده شده است. بررسي­هاي انجام شده حاكي از آن است كه فرمول استفاده شده شماره 3 بيشترين انطباق را با داده ­هاي مشاهداتي دارد. بنابراين پيشنهاد ميشود جهت مطالعات بارش- رواناب اين حوضه از فرمول ذكر شده استفاده گردد. نتيجه اين تحقيق مدل برنامه­ريزي ژنتيك را يك روش صريح و دقيق براي پيش­بيني جريان رودخانه­ در حوضه آبريز رودخانه خرم­آباد پيشنهاد مي ­نمايد.

The prediction of river, s discharge rate is one of the important issues in water resources engineering. This issue is very important for the planning, management, and policy making in water resources management, especially in the country like Iran, with limited water resources in line the economic and environmental development. Awareness of how the relationship between rainfall and runoff in catchments is an inseparable part of water studies. Absence of sufficient rainfall - runoff data due to the lack of appropriate hydrometric stations, reveals the importance of using indirect methods and evolutionary algorithms to predict the discharge of catchment areas more than before. In this research, a genetic programming model has been used to simulate rainfall-runoff process in the Khorramabad river basin. The result of this study suggests a genetic programming model in an explicit and accurate way to predict the flow of rivers.