عنوان پایان‌نامه
توسعه الگوریتم تحلیل همزمان عدم قطعیت متغیرهای کمی و کیفی در شبیه سازی کیفی رودخانه
- رشته تحصیلی
- مهندس عمران- مهندسی محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1747;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56730
- تاریخ دفاع
- ۲۰ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- منا شجاعی
- استاد راهنما
- رضا کراچیان, سارا نظیف
- چکیده
- در مدیریت منابع آب سطحی به ویژه رودخانه‌ها، شبیه‌سازی صحیح سیستم و ساخت مدلی که بتواند رفتار و واکنش سیستم را به عوامل محیطی و تغییرات متغیرها و پارامترهای مدل نشان دهد، می‌تواند کمک شایانی در مدیریت این سیستم‌ها نماید. برای رسیدن به این منظور و با توجه به عدم قطعیت بالایی که در مدلسازی این سیستم‌ها وجود دارد، لحاظ کردن عدم قطعیت در برنامه‌ریزی و مدیریت سیستم‌های هیدرولوژیکی (مانند رودخانه‌ها، حوضه‌های آبخیز و ...)، امری ضروری می‌باشد. اغلب در نظر نگرفتن عدم قطعیت‌ها باعث ارزیابی نادرست و ارائه نتایج غیرقابل اطمینان در ارتباط با عملکرد سیستم می‌شود. بر اساس نتایج تحلیل عدم قطعیت می‌توان محدوده محتمل خروجی‌های سیستم را تعیین نمود که در مدیریت سیستم مخصوصاً از نقطه‌نظر مدیریت ریسک ضروری است. در این تحقیق سعی می‌گردد تا با استفاده از الگوهای نوین به ارزیابی همزمان عدم قطعیت‌ها در توسعه مدل‌های شبیه‌سازی کیفی رودخانه پرداخته شود. به این منظور از دو رویکرد استفاده شده است. در رویکرد اول، برای تحلیل عدم قطعیت ترکیبی متغیرهای کمی و کیفی جریان رودخانه، مستقل از وضعیت جریان در بالادست رودخانه، از روش احتمالاتی کاپولا استفاده شده است و در رویکرد دوم به منظور در نظر گرفتن اندرکنش میان متغیرهای ورودی و پارامترها، به بررسی همزمان عدم قطعیت پارامترها و متغیرهای کمی و کیفی در مدلسازی کیفیت آب رودخانه با استفاده از الگوریتم DREAMپرداخته شده است. بدین منظور، ابتدا به بررسی مدلQUAL2K به منظور شبیه‌سازی کیفی آب پرداخته شده و سپس عملکرد برنامه DREAM و چگونگی ارتباط آن با مدل QUAL2K برای تجزیه و تحلیل عدم قطعیت‌ها شرح داده شده است. این الگوریتم‌ها در بخشی از رودخانه‌های جاجرود و کارون به عنوان مطالعه موردی به کار برده شده اند. از نکات حائز اهمیت این تحقیق در مقایسه با سایر مطالعات صورت گرفته، در نظر گرفتن همزمان عدم قطعیت پارامترها و متغیرهای ورودی در بررسی سیستم می‌باشد. نتایج حاصل از این تحقیق به تصمیم‌گیری کارشناسان در برنامه‌ریزی مفید و مدیریت ریسک در رودخانه کمک می‌کند.
- Abstract
- In management of surface water resources, especially rivers, accurate simulation of the system and development a model that can show the behavior of the system and the system's response to changes in environmental factors, variables and model parameters can contribute to the management of these systems. For this purpose, and considering the high uncertainty that exists in modeling these systems, it is necessary to incorporate uncertainty issues in planning and management of hydrological systems (e.g. rivers, basins and etc.). In most cases, not considering the uncertainties is associated with inaccurate assessment and unreliable results provided by the system. Based on the results of uncertainty analysis, the possible range of variations of system outputs can be determined, which is necessary in system management, especially from risk management point of view. The aim of this study is to simultaneously assess the uncertainty in the development of river quality simulation models using new methods. In the first approach, Copula probabilistic method is used for uncertainty analysis of combined quality and quantity variables along the river, independent from upstream flow conditions. In the second approach, DREAM algorithm is used for the analysis of uncertainty of input variables and parameters simultaneously, in order to consider the interaction between the input variables and parameters. For this purpose, first QUAL2K model has been investigated for qualitative simulation of water, and then DREAM program application and its connection with QUAL2K model has been explained for analysis of uncertainties. The algorithms are used in parts of Jajrood and Karoon Rivers as case studies. Comparing with other studies, simultaneous considering the analysis of uncertainty of input variables and parameters is an advantage of this study. The results of this study would help decision makers and experts in useful planning and risk management in the river.
