ارزیابی پاسخ هیدرولوژیکی حوضه به فرآیند رگبار لحظه‌ای با استفاده از مفاهیم سیستم کنترل سیمولینک نرم‌افزار متلب

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختة کارشناسی ارشد/ گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استادیار/ گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد/ گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در بین انواع متعددی از مدل‌های بارش-رواناب، روش‌های آب‌نمود واحد هنوز یک ابزار مفید برای ارزیابی سیلاب در بسیاری از حوضه‌ها خصوصا حوضه‌های فاقد آمار است. آب‌نمود واحد همان تابع پاسخ پالس واحد یک سیستم خطی هیدرولوژیکی است. در این پژوهش با استفاده از مفهوم تئوری سیستم خطی، توابع پاسخ پالس واحد اجزای تشکیل‌دهندة رواناب (رواناب سطحی و جریان پایه) به کمک مدل مخازن مرتبط و با استفاده از ابزار سیمولینک در نرم‌افزار متلب (تانک-سیمولینک) برای چند رویداد سیلابی مربوط به دو حوضة ناورود استان گیلان با اقلیم مرطوب و حوضة لیقوان استان آذربایجان‌شرقی با اقلیم کوهستانی نسبتاً خشک استخراج شده است. پاسخ کل جریان آبراهه‌ای این حوضه‌ها، به‌عنوان یک تلفیق خطی از آب‌نمود‌های واحد جریان رواناب سطحی و جریان پایه نمایش داده شده است. وابستگی داخلی مخازن با استفاده از توابع نمایی از متغیرهای مدل توصیف شده‌اند. ارزیابی متغیرهای مدل با استفاده از روش بهینه‌سازی تکامل پیچیدة مختلط یا به اختصار SCE-UA که یک روش مفهومی برای بهینه‌سازی است، انجام شد. نتایج نشان دادند که ابزار سیمولینک در نرم‌افزار متلب توانایی برآورد مقادیر رواناب ناشی از بارش را که توسط مدل تانک توصیف شده است، دارا بوده و ابزار مناسبی جهت شبیه‌سازی مدل‌های هیدرولوژیکی به‌شمار می‌رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


References
Asadi, E., Fkheri fard, A., & Ghorbani, M.A. (2011). Tank model application to derive unit hydrographs of quick and slow runoff for rainfall- runoff process (case study: Navrood Basin). Water and Soil Science, 21(3), 23-35. https://journals.tabrizu.ac.ir/article_1197_36.html?lang=en. [In Persian]
Basri, H. (2013). Development of Rainfall-runoff model using tank model: problems and challenges in province of aceh, Indonesia. Aceh International Journal of Science and Technology, 2(1), 26-36. doi: 10.13170/aijst.
2.1.574
Duan, Q., Sorooshian, S., & Gupta, V.K. (1993). Shuffled complex evolation approach for effective and efficient global minimization. Journal of Optimization Theory and Applications, 76(3), 501–521. doi:10.1007/
BF00939380
Duan, Q., Sorooshian, S., & Gupta, V.K. (1994). Optimal use of the SCE-UA global optimization method for calibrating watershed models. Journal of Hydrology, 158(3-4), 265–284. doi: 10.1016/0022-1694(94)90057-4.
Gholshan, M., Esmali Aori, A., & Asadi, H. (2016). Comparison of Rosenberk, Genetics, URS and SCE-UA optimization methods to determine the parameters of SYMHID Model for simulation of flow. Geography and Environmental Sustainability, 18, 67-80. https://civilica.com/doc/1410490. [In Persian]
Kim, S.J., Jee, Y.G., & Kim, P.S. (2005). The Comparative analysis of optimization methods for the parameter calibration of rainfall-runoff models. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers,47(3), 3-13. doi: 10.5389/KSAE.2005.47.3.003
Kuok, K.K., Harun, S., & Chiu, P.C. (2011). Investigation best number of tanks for hydrological tank model for rural catchment in humid region. International Journal of Advances in Soft Computing and its Applications, 3(3), 1-17. http://dspace.
unimap.edu.my/bitstream/handle/123456789/18973/2.investigation.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Piramoon, N., Abdollahi, K., Mirabbasi-Najafabadi, R., & Nekooei, M. (2009). Evaluating the effectiveness of Tank and SIMHYD rainfall-runoff models in the simulation of Behesht Abad river flow. 8th National Conference on Rainwater Catchment Systems, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. https://civilica.com/doc/1164428. [In Persian]
Rezaei, H., Jabbari, A., Behmanesh, J., & Hesari, B. (2006). Modeling the daily runoff of the Nazlochai basin in the west of Lake Urmia using the tank model. Journal of Water and Soil Conservation, 23(6),123-141. doi:10.
22069/jwfst.2017.9735.2401
. [In Persian]
Salmani, H., Bahremand, A., Saber Chenari, K., & Rostami Khalaj, M. (2013). Evaluation of the efficiency of AWBM, sacramento and tank rainfall runoff model in runoff simulation in Arazkoose-Goorganrood Basin, Golestan porovince. Ecohydrology, 1(2), 207-221. dor:10.22059/ije.2014.54225. [In Persian]
Saxton, K.E., & Lenz, A.T. (1967). Antecedent retention indexes predict soil moisture. Journal of Hydrology Div ASCE, 93(4), 223-241. doi:10.1061/jyceaj.0001647
Song, J.H., Her, Y., Park, J., Lee, K.D., & Kang, M.S. (2017) Simulink implementation of a hydrologic model: A Tank model case study. Water, 9(9), 639.  doi.10.3390/w9090639.
Song, J.H., Her, Y., Suh, K., Kang, M.S., & Kim, H. (2019). Regionalization of a rainfall runoff model: limitations and potentials. Water, 11, 2257. Doi:10.3390/w11112257.
 Suryoputro, N., Suhardjono, S., Widandi, & Suhartanto, E. (2017). Calibration of infiltration parameters on hydrological tank model using runoff coefficient of rational method. Cite as: AIP Conference Proceedings 1887(1), 020056. doi:10.1063/1.5003539.
Yonesi, H., Yosefi, H., Arshia, A., & Yarahmadi, Y. (2020). runoff rainfall simulation using rrl toolkit (case study: Rahim Abad station-Silakhor plain). Irrigation and Drainage, 4, 1348-1361. dor:20.
1001.1.20087942.1399.14.4.19.8
[In Persian]
Yue, S., & Hashino, M. (2000). Unit hydrographs to model quick and slow runoff components of streamflow. Journal of Hydrology, 227(1-4), 195-206. doi:10.1016/S0022-1694(99)00185-7.