بهینه سازی معادلات درونیاب بارش روزانه با نظریه فازی و الگوریتم ژنتیک در حوضه آبریز دشت مشهد

آب و خاک

مقاله 2، دوره 28، شماره 1، اردیبهشت 1393، صفحه 1-9   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.35726

نویسندگان

نفیسه سیدنژاد گل خطمی^{* 1}؛ سید حسین ثنایی نژاد²؛ بیژن قهرمان؛ حجت رضائی پژند

¹پیام نور مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

تحلیل منطقه ای، ترمیم بارش های مفقود، محاسبه بارش مساحتی، برآورد PMP و الگوهای بارش- رواناب در مقیاس روزانه نیاز اساسی بسیاری از پژوهش های آب و هواشناسی است. روش درون یابی فاصله معکوس پیراسته براساس ریاضیات فازی و الگوریتم ژنتیک (MIDW-F) روشی جدید، کارا و بی نیاز از پیش فرض های پیچیده نظری است. هدف این مقاله به کارگیری این معادله درونیاب جدید برای تامین نیازهای اساسی فوق با واسنجی بارش روزانه حوضه آبریز دشت مشهد است. غربال و نرمال سازی متغیرهای فاصله و ارتفاع انجام شد. سپس تاثیر عملگرهای فازی (بیشینه، کمینه، جمع، ضرب و مجذورمربعات) در بهینه کردن MIDW-F بررسی و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی پارامترها به کار گرفته شد. تحلیل ها بر روی 215 بارش‌روزانه (49 ایستگاه باران سنج) واسنجی و تحلیل شد. نتایج نشان داد که عملگر کمینه بهترین عملگر (سهم 58%)، ضرب (سهم 35%) و مجموع سهم سه عملگر دیگر 6% است. مقایسه MIDW-F با سه روش مرسوم دیگر (میانگین حسابی، چندضلعی تیسن و فاصله معکوس معمولی) نشان داد که خطاهای منطقه ای بارش روزانه با MIDW-F به طور چشم گیری کاهش می یابد. بیشترین معدل مجموع مجذورات خطای منطقه ای (RMSE) مربوط به روش میانگین حسابی 48/37 (با بیشترین45/90، کمترین 76/5، واریانس 8/686 و ضریب تغییرات 7/0) و کمترین معدل RMSE مربوط بهMIDW-F ، 78/31 (با بیشترین 67/56، کمترین 6/4 ، واریانس 92/340 و ضریب تغییرات 58/0) است. پهنه بندی بارش روزانه در دو تاریخ 2/1/1388 و 4/12/1388 و با دو روش MIDW-F و IDW انجام و مقایسه شد. نتایج نشان داد که پهنه بندی با MIDW-F جزئیات بیشتری ارائه کرد. بنابراین کاربرد این روش برای درونیابی بارش روزانه در یک منطقه همگن پیشنهاد می شود.

کلیدواژه‌ها

MIDW-F؛ الگوریتم ژنتیک؛ درونیابی منطقه ای؛ دشت مشهد؛ نظریه فازی