به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Galikesh Watershed » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Galikesh Watershed » در نشریات گروه « کشاورزی »
  • فاطمه سادات رضوانی، خلیل قربانی*، میثم سالاری جزی، لاله رضایی قلعه، بهناز یازرلو

    با توجه به تاثیر قابل توجه میزان رواناب در مدیریت پایدار منابع آب و عملیات مهندسی، پیش بینی و برآورد دقیق این متغیر از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر ارزیابی عملکرد تعدادی از مدل های هیدرولوژیکی در شبیه سازی رواناب و نیز تحلیل حساسیت پارامترهای این مدل‏ها جهت تعیین پارامترهای تاثیرگذار بر شبیه‎سازی است. به این منظور در پژوهش حاضر پس از تهیه داده‏ های مورد نیاز در دوره آماری 1397-1367 به شبیه سازی رواناب حوزه آبخیز گالیکش استان گلستان با استفاده از سه مدل هیدرولوژیکی یکپارچه Sacramento، SimHyd و SMAR پرداخته شد. پس از برآورد رواناب حوزه آبخیز، عملکرد هر یک از این مدل‏ها در شبیه سازی رواناب خروجی از حوزه آبخیز با استفاده از چهار معیار ارزیابی ضریب نش-ساتکلیف (NSE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R2) و میانگین درصد قدر مطلق خطا (MAPE) در دو دوره واسنجی و صحت‏ سنجی بررسی شده و در نهایت حساسیت پارامترهای هر یک از مدل‏ ها در برآورد رواناب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی رواناب حاکی از عملکرد بهتر مدل بارش-رواناب Sacramento با ضریب نش-ساتکلیف 82/0 و 70/0 در دوره واسنجی و صحت‏ سنجی نسبت به دیگر مدل های هیدرولوژیکی است. پس از آن، مدل SimHyd با ضریب نش-ساتکلیف 71/0 و 76/0 برای دو دوره واسنجی و صحت‏ سنجی عملکرد مطلوبی را نشان داده است، اما مدل SMAR در شبیه‎سازی رواناب حوزه آبخیز موفق نبوده و عملکرد پایینی داشته است. یافته های تحلیل حساسیت پارامترهای مدل‏ها نیز نشان می دهد که پارامترهایی مانند LZTWM و Zperc در مدل Sacramento، پارامترهای نسبت نفوذناپذیری و ضریب نفوذ در مدل SimHyd و پارامتر ظرفیت ذخیره برگابی در مدل SMAR بیش‏ترین حساسیت را به کاهش مقدار خود داشته‏ اند. هم‏چنین، افزایش مقدار پارامترهای Rexp و نسبت رواناب مستقیم در مدل های Sacramento و SMAR بیش‏ترین تاثیر را نسبت به دیگر پارامترها بر شبیه سازی رواناب داشته‏ اند. یافته‏ ها حکایت از عملکرد بهتر مدل Sacramento و پس از آن مدل SimHyd در شبیه سازی رواناب حوزه آبخیز دارد و مدل SMAR ضعیف ترین عملکرد را در بین مدل ها داشته است. هم‏چنین، نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که تغییر پارامترهای مدل تاثیر متفاوتی بر روند شبیه سازی رواناب داشته و بهینه‏ سازی صحیح این پارامترها موجب افزایش دقت شبیه سازی‏ ها خواهد شد.

    کلید واژگان: حوزه آبخیز گالیکش, مدل هیدرولوژیکی, بارش-رواناب, تحلیل حساسیت, شبیه سازی}
    Fatemeh Sadat Rezvani, Khalil Ghorbani *, Meysam Salarijazi, Laleh Rezaei Ghaleh, Behnaz Yazarloo
    Introduction

    One of the most critical issues that have always been the concern of researchers in water engineering and hydrology is the simulation of runoff or river discharge to plan, prevent damages, and solve the water shortage problem, and soil erosion. In addition, due to the ever-increasing limitations of extractable freshwater resources, it is very important to predict the river discharge and its changes as accurately as possible. The prediction of runoff, this important hydrological variable, significantly impacts the sustainable management of water resources, engineering designs, environmental protection, water supply planning, water quality management, irrigation systems, and electricity generation worldwide. Besides, for data accuracy and to modify and complete the data, the results of these models can be used. The rainfall-runoff process is one of the most complex, dynamic, and non-linear hydrological phenomena, which is influenced by various factors such as temporal and spatial changes, geomorphology, and climatic characteristics of the catchment area. Knowing the connection between precipitation and runoff is one of the important issues of hydrology because precipitation data are used in flood prediction, and a good prediction is made when a suitable relationship is defined. By increasing the accuracy of river runoff prediction, more efficient management and planning are done. Therefore, improving runoff prediction modeling seems essential.

    Materials and Methods

    So far, complex and diverse relationships have been presented to predict the extent of river floodings, such as conceptual rainfall-runoff models, time series linear models, and hybrid models. However, due to the lack of accurate knowledge and the complexity of factors affecting river flooding, the values ​​calculated from various relationships have significantly differed in many cases. In the meantime, hydrological models, with their potential, are considered efficient tools, especially in climate change conditions. One of the models that researchers use to model rainfall and runoff is the RRL (Rainfall Runoff Library) hydrological model. This software package includes integrated and conceptual models (such as AWBM, Sacramento, SMAR, SimHyd, and Tank). In this research, the comparative evaluation of the Sacramento, SimHyd, and SMAR models of this tool has been done in predicting the long-term runoff of the Galikesh watershed and also investigating the effect of parameters on the performance of each model.

    Results and Discussion

    In this research, after preparing the input data, the models were calibrated and validated for 1989-2010 and 2010-2019. The simulated and observation runoff results were analyzed to check the potential of the models. Furthermore, after evaluating the model using the optimized parameters, the sensitivity of each of the parameters of the three Sacramento, SimHyd, and SMAR models was investigated in the simulation of runoff from the Galikesh watershed so that the sensitivity of the models to the change of parameters and the effect of each parameter in the simulation makes it clear. To be the results of the evaluations indicate the optimal performance of all models in runoff simulation. However, the Sacramento model with a Nash Sutcliffe coefficient of 0.82 for the calibration period and 0.7 for the validation period, and then the SimHyd model with a Nash Sutcliffe coefficient of 0.71 and 0.76 for the calibration and validation period has the best performance in the runoff simulation of the Galikesh watershed. The SMAR model has shown weaker results than other models in runoff simulation. Finally, the sensitivity of all parameters was checked. The results showed some parameters such as LZTWM (Lower zone tension water capacity) and Zperc (Maximum percolation rate coefficient) in the Sacramento model, impervious threshold parameters and infiltration coefficient in the SimHyd model, and the evaporation conversion (T) parameter in the SMAR model was the most sensitive to reducing their values. Also, increasing the value of the Rexp (Percolation equation exponent) parameter in the Sacramento model and the proportion direct runoff (H) parameter in the SMAR model has the greatest impact on the simulation runoff compared to other parameters.

    Conclusion

    Different models have been proposed to explain these complexities, considering the importance of runoff forecasting and the non-linearity of converting precipitation into the runoff. Different structures and approaches of studied models have led to their different predictions, which has led to the importance of the comparative evaluation of the models for various purposes. For this purpose, in this research, three hydrological models, Sacramento, SimHyd, and SMAR have been used to simulate the runoff of the Galikash catchment area. The investigations showed that all three models could simulate the outflow of the watershed, and all the models have successfully simulated high amounts of runoff. However, the Sacramento model has performed better than the others. Models parameters sensitivity analysis has been investigated considering the importance and effect on runoff simulation. Finally, The sensitivity analysis showed that some parameters are more sensitive than others in the runoff simulation. The optimal amount of these parameters should be considered during the simulation due to their high sensitivity.

    Keywords: Galikesh Watershed, Hydrological models, Rainfall-Runoff, Sensitivity analysis, simulation}
  • راضیه طاطار، خلیل قربانی*، مهدی مفتاح هلقی، میثم سالاری جزی

    شبکه های عصبی مصنوعی یکی از روش های داده کاوی است که توسط پژوهشگران زیادی در حوزه های مطالعاتی مختلفی همچون مدلسازی آماری بارش-رواناب استفاده می شود. جهت بهبود عملکرد این شبکه ها، شبکه های عصبی یادگیر عمیق توسعه یافته اند تا دقت مدلسازی را افزایش دهند. پژوهش حاضر به منظور ارزیابی شبکه های یادگیرعمیق در بهبود عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی در حوضه آبریز گالیکش انجام شد تا بر اساس داده های بارش و دما با گام های تاخیر زمانی 1 تا 5 ماهه، دبی در مقیاس زمانی 1، 3، 6 و 12 ماهه پیش بینی شود. نتایج مدل سازی بر اساس 70 درصد داده ها (آموزش) و 30 درصد داده ها (آزمون) نشان داد که در تمامی دوره های زمانی، شبکه عصبی یادگیر عمیق باعث بهبود عملکرد شبکه عصبی مصنوعی شده است و بطور متوسط RMSE در داده های آموزش از 68/0 به 65/0 و درداده های آزمون از 84/0 به 73/0 کاهش یافته است و ضریب تعیین نیز بطور متوسط برای داده های آموزش از 57/0 به 62/0 و برای داده های آزمون از 51/0 به 67/0 افزایش یافته است. از دیگر نتایح این پژوهش نیز می توان به تاثیر دما بر افزایش دقت مدلسازی بارش- رواناب اشاره کرد.

    کلید واژگان: پیش بینی رواناب, شبکه عصبی مصنوعی, شبکه عصبی عمیق (یادگیری عمیق), حوضه آبریز گالیکش}
    Razieh Tatar, Khalil Ghorbani *, Mehdi Meftah Halghi, Meysam Salarijazi

    Artificial neural networks (ANN) are one of the data mining methods applied by many researchers in different fields of studies such as rainfall runoff modeling. To improve the performance of these networks, deep learning neural networks were developed to increase modeling accuracy. This study evaluated deep learning networks to improve the performance of artificial neural networks in Galikesh watershed and to predict discharge for 1, 3, 6 and 12-month time scale based on 1 to 5 month time scale lags made in precipitation and temperature data. Based on 70% and 30% of the data used for training and test respectively the results demonstrated that in all time steps, the deep learning neural network improved the performance of artificial neural network and on average RMSE decreased in both training and test from 0.68 to 0.65 and 0.84 to 0.73 respectively. Moreover, R-square was increased on average from 0.57 to 0.62 and 0.51 to 0.67 respectively in training and test. We can also denote the effect of temperature on the increase of accuracy of rainfall-runoff modeling.

    Keywords: Runoff Prediction, Artificial Neural Network, Deep Neural Network (Deep Learning), Galikesh Watershed}
  • خلیل قربانی*، الهه سهرابیان، میثم سالاری جزی، محمد عبدالحسینی
    تغییر اقلیم موجب تغییراتی در میزان دما و بارش می شود و در نتیجه دبی رودخانه ها را تحت تاثیر قرار می دهد. تغییرات بارش ناشی از تغییر اقلیم می تواند به کمک مدل های گردش عمومی جو تحت سناریوهای مختلف اقلیمی شبیه سازی شود اما بررسی تغییرات دبی رودخانه نیازمند کاربرد مدل های بارش- رواناب است. به منظور تشخیص روند تغییرات دبی ناشی از تغییراقلیم، حوضه آبریز گالیکش از حوضه های سیل خیز دراستان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی درنظر گرفته شد. دما و بارش برای دوره اقلیمی آتی (2030-2011) براساس مدل گردش عمومی جو HADCM3 توسط مدل مولد داده LARS-WG تحت سناریوهای مختلف اقلیمی تولید و به عنوان ورودی به مدل واسنجی شده IHACRES وارد شد تا دبی برای دروه های اقلیمی آینده شبیه سازی شود. نتایج تحلیل تغییر اقلیم نشان می دهد در منطقه مورد مطالعه تحت سناریوهای مختلف، دمای هوا در ماه های مختلف سال افزایش پیدا کند که افزایش در ماه های گرم سال بیشتر از سایر ماه های سال است اما متوسط مجموع بارش سالانه کاهش می یابد. از آزمون من-کندال برای تشخیص روند سری های زمانی فصلی و نیمه سالانه دبی استفاده و نتایج نشان داد تحت سناریوهای مختلف اقلیمی، دبی در فصل بهار و نیمه اول سال در سطح 5 درصد بدون روند ولی در دیگر فصل های سال و نیمه دوم سال دارای روندی کاهشی می باشد.
    کلید واژگان: تغییر اقلیم, دبی رودخانه, تحلیل روند, آزمون من, کندال, آزمون سن}
    Kh. Ghorbani*, E. Sohrabian, M. Salarijazi, M. Abdolhoseini
    Climate change causes changes in temperature and rainfall and consequently affects river discharge. Changes in rainfall can be simulated by global circulation models under different climatic scenarios but investigations of changes in river discharge require rainfall-runoff models. The Galikesh basin as one of most flood-prone basins in Gloestan Province is considered for determination of changes in river discharge under climate change effect. Temperature and rainfall is produced for future climatic period (2011-2030) based on global circulation model HADCM3, using LARS-WG data generator model. The produced data under different climatic scenario are used as inputs of calibrated IHACRES model to simulate river discharge for future climatic periods. The climate change analysis shows that under different scenarios in the study area air temperature in different months increases, but the annual precipitation decreases. The Mann-Kendall test is used to detect monotonic trend of seasonal and semiannual river discharge series. The results show no trend for spring and first half of the year and a negative trend for other seasons and second half series in 5 percent significance level.
    Keywords: climate change, Galikesh watershed, Mann, Kendall test, river discharge, Sen slope test, trend analysis}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال