بررسي عملكرد روش برنامه ريزي بيان ژن در رونديابي سيلاب رودخانه زنگمار در مقايسه با روش موج ديناميكي

Comparison of Performance of Dynamic Wave and Gen Expression Programming Methods to River flood routing

روش برنامه ريزي بيان ژن جديدترين شيوه از بين روش هاي الگوريتم تكاملي مي باشد كه به دليل دارا بودن دقت كافي، از كاربرد بيشتري برخوردار است. اين روش با استفاده از اطلاعات موجود در داده ها و بدون هيچ فرضيه اي در ساختار رابطه بين متغير هاي مستقل و وابسته، رابطه اي مناسب بين آنها برقرار كرده و هيدروگراف خروجي را پيش بيني مي كند. روش موج ديناميكي جز روش هاي پيچيده رونديابي سيلاب است. لذا در اين تحقيق مدل كامپيوتري نوشته شده كه در آن رونديابي به روش موج ديناميكي با حل كامل معادلات سنت و نانت به روش تفاضل محدود با در نظر گرفتن تلفات انتقال در مسير رودخانه انجام شده و سپس با استفاده از پارامتر هاي آماري، ميزان عملكرد مدل برنامه ريزي بيان ژن در مقايسه با مدل موج ديناميكي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج رونديابي شش هيدروگراف سيل، بين سال هاي 84 تا 88 نشان داد مدل برنامه ريزي بيان ژن قادر است با دقت بيشتري حجم هيدروگراف خروجي را پيش بيني كند. در خصوص دبي پيك و زمان وقوع آن مدل موج ديناميك برتري دارد. مدل موج ديناميكي به طور متوسط با خطايي برابر با 25/7% و مدل برنامه ريزي بيان ژن با خطايي برابر با 17% دبي پيك هيدروگراف خروجي را پيش بيني مي‌كنند. همچنين ميانگين خطاي مدل هاي مذكور در پيش بيني زمان وقوع دبي پيك به ترتيب 45/1% و 25/2% است.

Gen Expression Programming is the newest method of evolutionary algorithm methods that because of the sufficient accuracy, has more application. GEP using the information in the data and without any assumption on the structure of the relationship between independent and dependent variables identifies an appropriate relationship and predicts the output hydrograph. Dynamic wave method is one of the complicate methods in flood routing and because of the need to hydraulic and cross section data routing by this method is costly and time- consuming. In this study a computer model has been developed in which partial differential equations of unsteady none uniform flow, are solved by staggered method. This model can consider infiltration into river bed. Statistical indicator such as Coefficient of Correlation(R), Mean Absolute Error (MAE), Mean Square Relative Error (MSRE) and Relative Error (RE) are used to comparison two methods. The results of routing of 6 events between 1384 and 1388 indicate that performance of GEP model to predict the volume of output hydrograph is better than dynamic wave model. While, the ability of dynamic wave model to predict hydrograph peak flow and time of peak discharge is more reasonable than GEP model. Hydrograph peak flow discharge is calculated by dynamic wave model with 7.25% mean error and GEP model predict it with 17% error. Also mean error for prediction of time of peak discharge is 1.45% and 2.25% by mentioned models respectively.