کاربرد الگوریتم فاخته در واسنجی پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان با استفاده از مدل ریاضی

Abstract

شبیه­سازی رفتار آبخوان به­منظور تعیین میزان بهر­ برداری و برنامه­ریزی برای استفاده پایدار از این منابع بسیار مهم است. در این خصوص مدل­های آب­های زیرزمینی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی، هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی اقدام به پیش­بینی کمی و کیفی رفتار آبخوان می­نمایند. از آنجا که شناخت صحیح این پارامترها می­تواند منجر به افزایش دقت شبیه­سازی آبخوان گردد، لذا تخمین مقادیر مناسب پارامترهای مدل از اهمیت بالایی برای برنامه­ریزی در شرایط واقعی برخوردار است. در این تحقیق مدلی بر پایه روش­های پیشرفته بهینه­یابی به­منظور واسنجی پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان (k و Sy) در دشت بیرجند تدوین گردید. مدل پیشنهادی تلفیقی از مدل شبیه­سازی و بهینه­سازی (الگوریتم بهینه­سازی فاخته) در محیط برنامه­نویسی MATLAB می­باشد. دوره واسنجی برای یک دوره یک ساله (سال آبی 90-1389) با 13 دوره تنش ماهیانه در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی مقادیر پارامترهای بهینه (دوره واسنجی)، دوره صحت سنجی نیز برای یک دوره یک ساله (سال آبی 91-1390) با 13 دوره تنش ماهیانه در نظر گرفته شد. ارزیابی دقت واسنجی و صحت سنجی مدل پیشنهادی با استفاده از معیارهای ارزیابی میانگین خطای مطلق (MAE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطا (ME) انجام گرفت. مقادیر معیارهای فوق در دوره واسنجی به ترتیب برابر 48/0، 73/0 و 17/0 و در دوره صحت­سنجی به ترتیب برابر 63/0، 89/0 و 32/0 حاصل گردید. با تحلیل نتایج حاصل از بکارگیری ساختار پیشنهادی می­توان دریافت که رویکرد ارائه شده دقت بسیار بالایی در تخمین صحیح پارامترهای آبخوان دارد.