روندیابی هیدروگراف سیل با استفاده از مدل عددی Mike11 و ماشین بردار پشتیبان (مطالعۀ موردی: رودخانۀ سیمره)

Abstract

روندیابی سیل در مقاطع مختلف رودخانه و کاربرد آن در طراحی سیستم های هشدار سیل و همچنین پیش­ بینی حجم سیلاب در مقاطع پایین­ دست رودخانه بااهمیت است. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسۀ مدل ­های MIKE11 و ماشین بردار پشتیبان (SVM) در روندیابی سیل در مقاطع پایین ­دست رودخانه است. در مطالعۀ حاضر ابتدا بر اساس اطلاعات فیزیکی و هیدرولیکی مسیر به روندیابی هیدرولیکی هیدروگراف سیل بین دو ایستگاه هیدرومتری هلیلان و تنگ سازبن در بازه­ای به طول 67 کیلومتر از رودخانه سیمره واقع در استان ایلام پرداخته شد. برای این منظور، در این محدوده 365 مقطع برای روندیابی در مدل Mike11 در نظر گرفته شد. پس از آن از مدل SVM برای پیش ­بینی هیدروگراف سیل در خروجی بازه بر اساس اطلاعات هیدروگراف سیل ورودی به بازه استفاده شد. این دو مدل هریک با یک هیدروگراف سیل واسنجی و با دو هیدروگراف سیل صحت­ سنجی شدند. هیدروگراف سیل در بالادست با دورۀ بازگشت­ های مختلف به این دو مدل داده شد و مدل سیل را در مقاطع خروجی بازه با دورۀ بازگشت­ های مختلف پیش­ بینی کرد. مقایسۀ نتایج به‌دست آمده از دو مدل نشان داد که به ­طور کلی دقت روش Mike11 نسبت به روش ماشین بردار پشتیبان بیشتر است. اگر معیار فقط پیش‌بینی دبی اوج در محدودۀ دبی­ های تاریخی باشد، مدل SVM تا حدودی نتیجه بهتری نسبت به مدل Mike11 دارد. اما برای پیش­ بینی وقایع حدی با دورۀ برگشت­ های بیشتر از ده سال، دقت لازم را ندارد. با در نظر گرفتن شاخص‌های آماری RMSE و NRMSE و NASH که برای ارزیابی نتایج، به­ جای استفاده از دبی اوج، از تمام دبی‌های هیدروگراف استفاده می‌کند، مدل Mike11 نتایج قابل قبول‌تری نسبت به مدل SVM به ­دست می­دهد. در پیش بینی هیدروگراف وقایع حدی با دوره برگشت­ های مختلف، مدل Mike11 عملکرد بهتری نسبت به مدل SVM دارد.