تعیین اهمیت نسبی پارامترهای دو مدل هیدرولوژیکی یکپارچه با استفاده از روش های موریس، سوبول و شاخص آنتروپی

در طی دهه های اخیر با افزایش قابلیت مدل سازی با کامپیوتر شاهد افزایش پیچیدگی و تنوع مدل های هیدرولوژیکی بوده ایم. با افزایش پیچیدگی مدل، تعداد پارامترهای مدل زیاد شده که این مسأله باعث افزایش احتمال بیش برازشی و سخت شدن شناسایی پارامترها و ساختار مدل می شود. بدین منظور با استفاده از آنالیز حساسیت پارامترهای مهم که به نوعی رفتار مدل را کنترل می کنند شناسایی شده و سهم هر یک از پارامترها در عدم قطعیت خروجی مدل تعیین می شود. روش های مختلفی برای آنالیز حساسیت پارامترها و ورودی های مدل های مختلف وجود دارد که آن ها را به دو دسته موضعی و سراسری تقسیم بندی می کنند. در حالی که در روش های موضعی تغییرات خروجی مدل در حالتی که سایر پارامترها ثابت بوده و فقط یکی از پارامترها تغییر می کند بررسی می شود. روش های سراسری قادر بوده آنالیز حساسیت را برای کل دامنه پارامترهای مدل اجرا کرده و همچنین می توانند اثرات متقابل بین پارامترها و غیر خطی بودن را نیز در نظر بگیرند. در این پژوهش کارایی سه روش آنالیز حساسیت شامل روش های موریس، سوبول و شاخص آنتروپی در آنالیز حساسیت پارامترها و ورودی های مدل های هیدرلوژیکی TOPMODEL و HBV بررسی شد. در هر دو مدل مهم ترین پارامترها شناسایی شده و بر اساس اهمیت آن ها در خروجی مدل رتبه بندی شدند. این پژوهش در بخشی از حوزه گرگانرود )حوزه آبخیز چهل چای( انجام شد.
سه روش آنالیز حساسیت موریس، سوبول و آنتروپی در این پژوهش بررسی شدند. روش موریس جهت آنالیز حساسیت و غربال گری و تشخیص پارامترها و ورودی های مهم ارائه شده است. این روش بر اساس روش نمونه های تصادفی و تکراری یک پارامتر در هر اجرا پایه گذاری شده است. روش سوبول یکی از متداول ترین روش های آنالیز حساسیت سراسری است که بر مبنای تجزیه واریانس می باشد. روش آنتروپی برای آنالیز حساسیت مبتنی بر اطلاعات متقابل با جدول مقایسات ارائه شده است. دو مدل هیدرولوژیکی TOPMODEL و HBV برای مقایسه سه روش آنالیز حساسیت استفاده شد، که به ترتیب دارای 13 و 9 پارامتر هستند. در این پژوهش از روش نمونه برداری مربع لاتین برای نمونه برداری تصادفی از مجموعه پارامترها به علت کارایی آن استفاده گردید. علاوه بر آن سه روش آنالیز حساسیت از لحاظ همگرایی، رتبه بندی پارامترها و تعداد محاسبات مورد نیاز ارزیابی شدند.