عنوان پایان‌نامه
توسعه مدل هیدرولوژیکی نیمه توزیعی با رویکرد جامعه محور
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7324;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80086;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7324;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80086
- تاریخ دفاع
- ۱۰ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهسا فرهنگی
- استاد راهنما
- مجید خیاط خلقی
- چکیده
- برای مدیریت بهینه منابع آب به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، باید میزان آب موجود در حوضه آبریز اعم از سطحی و زیرزمینی و همچنین نحوه مصرف آب در بخش های مختلف صنعت، شرب و کشاورزی مشخص باشد. برای همین منظور از مدل های هیدرولوژیکی استفاده می شود. ولی از آنجاکه توسعه مدل های هیدرولوژیکی عمدتاً به صورت پایه ای انجام نمی شود، در اکثر موارد مشاهده می شود که صرفاً به استفاده از یک مدل معروف بسنده شده و با اجراهای مختلف و اعمال ضرایب، نتایج مشاهده ای به نتایج شبیه سازی نزدیک می شود. با توجه به اینکه، ساختار کلی این مدل ها عمومی است و شرایط حاکم بر حوضه آبریز اعم از فرهنگ اجتماعی و نحوه مصرف آب، کاربری اراضی و ... همچنین شرایط خاص حوضه آبریز مانند جنگلی، بیابانی، خشک و نیمه خشک، برفی و ... را در نظر نمی گیرند، جواب نهایی آن کمک چندانی به برنامه ریزی منابع آب نخواهد کرد. بر این اساس ضروری است که مدل سازی هیدرولوژیکی جامعه محور با نگاه خاص به شرایط حوضه آبریز انجام شود. این تحقیق بر روی زیرحوضه رودبار لرستان واقع در حوضه آبریز کارون بزرگ انجام شده است که از نظر اقلیمی، خشک و نیمه خشک است. ابتدا با بررسی بارش درازمدت منطقه، روند کاهشی بارش مشاهده گردید که این امر ضرورت توسعه مدل هیدرولوژیکی جامعه محور برای مناطق خشک و نیمه خشک را مشخص نمود. در این تحقیق مدل هیدرولوژیکی نیمه توزیعی BTOPMC به عنوان زیرساخت، انتخاب شده است و در راستای جامعه محور نمودن آن برای حوضه های آبریز با اقلیم خشک و نیمه خشک، اقداماتی انجام شده است. در گام اول، با بررسی رخدادهای ساعتی ثبت شده در منطقه مطالعاتی، الگویی برای محاسبه بارش مؤثر به دست آمده است و بر اساس آن رابطه محاسبه جریان سطحی هورتونی در مدل اصلاح شده است. سپس با توجه به الگوی کشت منطقه، تابع هدف بهینه سازی مدل اصلاح شده است. همچنین با بهره گیری از الگوریتم تکامل رقابتی جوامع، قالیت بهینه سازی خودکار پارامترها به برنامه اصلی مدل اضافه گردید. نتایج نشان می دهد که با اعمال تغییرات فوق در مدل BTOPMC، معیارهای کارایی ضریب نش-شاتکلیف، ضریب حجم جریان و ضریب خطای جریان بهبود یافته اند.
- Abstract
- To manage water resources, particularly in arid and semi arid areas, it is necessary to estimate the amount of water in the basin, including surface and ground water and to define water consumption in various sectors of industry, water and agriculture. As a result, hydrological models are used. However, in many countries hydrological models are not developed basically and mostly a popular model is selected to simulate the basin and by applying different coefficients, the model simulation results are improved. Given that, the structure of these models is generic and they do not take into account the characteristics of the basin such as social culture, water consumption, land use and specific characteristics such as climate, vegetation and etc, the results would not be much of help in the planning of water resources. As a result, community hydrological models should be developed considering specific characteristics of the basin. This research has been done on Roudbar Lorestan subbasin in the Karoon river basin in Iran which is an arid and semi arid area. Firstly, the rainfall trend of the station is studied. It has been seen that there is downward trend in average monthly and annual rainfall time series which reveals the importance of developing a community hydrology model for arid and semi arid areas. In this research, BTOPMC which is a distributed hydrology model is selected as the platform and is developed as a community hydrology model for arid and semi arid areas. In this regard, some hourly events are studied to evaluate the effective rainfall, and hortonian flow equation is modified. Then by considering the crop pattern of the area, the objective function of the model is revised. Moreover, the auto calibration ability of the model in developed by the use of Shuffled Complex Evolution algorithm (SCE-UA). Results have shown that the performance indices of the community BTOPMC model including Nash-Sutcliffe, volume coefficient and volume error coefficient are improved comparing performance indices of original BTOPMC.Key words Community hydrological model, Arid and semi arid areas, BTOPMC model, Effective rainfall, Nash-Sutcliffe
