Evaluation of the efficiency of AWBM model using genetic algorithm and shuffled complex evolution algorithm in simulation of rainfall-runoff process (Case study: Qarasu basin)

Journal of Water Science & Engineering

دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 33، بهمن 2021، صفحه 60-51   

نوع مقاله: Original Article

نویسندگان

Athena Khalili Naft Chali^* ؛ Mohsen Pourreza Bilondi

چکیده

In arid region in Iran with the shortage of water in a large part of the country, given the importance of controlling surface water, it is needed to identify and model the basin response to rainfall for long-term planning of the potential of the basin. In this study, the AWBN is employed to model rainfall-runoff process, using genetic and shuffled complex evolution algorithms as optimization approaches in Qarasu basin located in the northwest of Karkheh basin. For this purpose, rainfall, potential evapotranspiration and runoff data were used. To compare the results, the statistics of root mean square error, correlation coefficient and Nash–Sutcliffe efficiency were assessed. The results showed that both optimization methods in this basin have acceptable evaluation criteria, but the genetic algorithm method with correlation coefficient 0.7, Nash-Sutcliffe efficiency 0.67 and an root mean square error 8.75 in the validation period give a better solution. It was also observed that this algorithm performs better in simulating low flows than high flows.

کلیدواژه‌ها

AWBM model؛ genetic algorithm؛ shuffled complex evolution algorithm؛ Qarasu basin

مراجع

افشار، ع. (1364) . هیدرولوژی مهندسی، چاپ مرکز نشر دانشگاهی، ص 459.

زرین، ه.، مقدم­نیا، ع.، نام­درست، ج. و صادقی، ح. ر. (1387). ارزیابی عملکرد مدل  AWBMدر شبیه­سازی فرآیند بارش - رواناب در حوضه­های فاقد آمار (مطالعه موردی: استان سیستان و بلوچستان). سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز، دانشکده عمران، 23 مهر 1387، تبریز. ایران.

سلمانی، ح.، بهره­مند، ع. ر.، چناری، ک. ص. و رستمی خلج، م. (1393). ارزیابی کارایی مدل­های بارش- رواناب AWBM، Sacramento و تانک در شبیه­سازی رواناب رودخانۀ اراز کوسۀ حوضۀ آبخیز گرگان­رود استان گلستان. مجله اکوهیدرولوژی، دوره1، شماره 3، ص 221-207.

سنائی­نیا، غ، (1379). ارزیابی مدل شبیه­سازی AWBM (بارش – رواناب). پایان­نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری زهکشی، دانشگاه آزاد اسلامی (واحد علوم و تحقیقات).

گل­محمدی، م. و مساح بوانی، ع. (1390). بررسی تغییرات شدت و دوره بازگشت خشکسالی حوضه قره سو در دوره­های آتی تحت تاثیر تغییراقلیم. نشریه آب و خاک) علوم و صنایع کشاورزی(، دوره 25، شماره2، ص 326-315.

محمدصــالحی، پ.، رائینــی، م.، شــکوهی، ع. ر. و ضــیاءتبار احمــدی، م. خ. (1385). تــدوین مــدل ریاضــی هیــدرولیکی - هیدرولوژیکی مبتنی بر شبیه­سازی فرآیند بارش- رواناب در حوضه آبریز امامه. همایش ملی مدیریت شبکه­هـای آبیـاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب، 12 تا 14 اردیبهشت 1385، اهواز.

منهاج، م. ب. (1381). مبانی شبکه­های عصبی (هوش محاسباتی). جلد اول، مرکز نشر دانشگاه صنعتی امیر­کبیر، ص 715.

Duan, Q., Gupta, V. K. and Sorooshian, S. (1992). Effective and efficient global optimization for conceptual Rainfall_runoff models. Water Resources Research, 28(4), pp: 1015_1031.

Cosgrove, W. and Rijsberman, F. (2000). World water vision: making water everybody’s business. London:Earthscan PublicatioNSE.

Weber, T. (2007). Modeling the catchments of Botany Bay. Sydney metropolitan catchment management authority, 18.

Sharifi, F. and Boyd, M.J. (1994). A Comparision of the SFB and AWBM Rainfall-Runoff Models. 5th Congress of The International Assosiation of  Hydrologeologists/ International Hydrology & Water Resources Symposium of The INSEitution of Engineers, Australia, ADELAIDE, 21-25 November, pp: 491-495.