%46تخفیف

کارائی تابع توزیع ناکاگامی جهت استخراج هیدروگراف واحددر حوضه آبریز صوفی چای

تعداد106صفحه در فایل word

گروه مهندسی آب

 

کارشناسي ارشد در رشته مهندسی منابع آب

 

کارائی تابعتوزیع ناکاگامی جهت استخراج هیدروگراف واحددر حوضه آبریز صوفی چای

چکیده : هیدروگراف واحد، یکی از روش های مورد استفاده در برآورد هیدروگراف سیل است. از كاربردهاي هيدروگراف واحد، برآورد هيدروگراف رواناب مستقيم با استفاده از هيتوگراف بارش مؤثر مي باشد. با توجه یه اینکه هیدروگراف واحد، تمام ویژگی های تابع توزیع احتمال (PDF) را برآورد می کند، استفاده از توابع چگالی احتمال در استخراج هیدروگراف واحد، منطقی به نظر می رسد. در این تحقیق، جهت استخراج هیدروگراف واحد حوضه آبریز صوفی چای، از روش بهینه سازی غیرخطی به منظور برآورد پارامترهای توزیع ناکاگامی و سایر توابع توزیع احتمالاتی نرمال، لوگ نرمال، گاما، گامای معکوس، فریشه، گامبل، پیرسون نوع 3، ویبول و لجستیک استفاده شده است. تابع هدف به صورت حداقل سازي مجموع مربعات خطا بين هيدروگراف رواناب مستقيم مشاهداتي و محاسباتي در حوضه تعريف گردید. جهت ارزیابی عملکرد توزیع ناکاگامی در مرحله واسنجی، از مقدار نهایی تابع هدف و در مرحله صحت سنجی، از توابع عملکرد مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی استفاده شده است. توزیع ناکاگامی با RMSE برابر 096/0 میلی متر بر ساعت و ضریب همبستگی 897/0 برای رویداد 12/2/1383 و  با RMSE برابر 103/0 میلی متر بر ساعت و ضریب همبستگی 551/0 برای رویداد 12/2/1389 به دست آمد.  با توجه به نتایج حاصل از توزیع ناکاگامی، این توزیع توانایی بالایی در پیش بینی زمان رسیدن به دبی اوج دارد. همچنین، نسبت به سایر توزیع ها قادر به حفظ بازوهای بالارونده هیدروگراف های واحد می باشد. از مقایسه هیدروگراف های واحد مشاهداتی و محاسباتی و نتایج بدست آمده، توزیع های گاما، پیرسون نوع3 و ناکاگامی را می توان جهت تخمین هیدروگراف های واحد حوضه آبریز صوفی چای پیشنهاد کرد.

کلیدواژه ها:بهینه سازی، توزیع احتمال ، توزیع ناکاگامی ، هیدروگراف واحد، صوفی چای.

 

1-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-2- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………….3

فصل دوم: مفاهیم، کلیات و بررسی منابع

2-1- مفاهیم وکلیات………………………………………………………………………………………………………………………………5

2-1-1- فرآیند بارش……………………………………………………………………………………………………………………………..5

2-1-1-1- بارش موثر……………………………………………………………………………………………………………………………..5

2-1-1-1- بارش مازاد…………………………………………………………………………………………………………………………….5

2-1-2- اجزای رواناب…………………………………………………………………………………………………………………………..5

2-1-2-1- رواناب سطحی……………………………………………………………………………………………………………………….6

2-1-2-2- رواناب زیرسطحی…………………………………………………………………………………………………………………..6

2-1-2-3- جریان پایه……………………………………………………………………………………………………………………………..6

2-2- هیدروگراف و هیدروگراف واحد……………………………………………………………………………………………………..7

2-2-1- اجزای مختلف یک هیدروگراف……………………………………………………………………………………………………8

2-2-1-1- بازوی بالارونده یا اوج……………………………………………………………………………………………………………..8

2-2-1-2- بازوی پایین رونده یا نزولی……………………………………………………………………………………………………….8

2-2-1-3- زمان پایه……………………………………………………………………………………………………………………………….9

2-2-1-4- زمان اوج……………………………………………………………………………………………………………………………….9

2-2-1- 5- زمان تمرکز…………………………………………………………………………………………………………………………..9

2-2-1-6- زمان تأخیر…………………………………………………………………………………………………………………………..10

2-2-2- تجزیه هیدروگراف…………………………………………………………………………………………………………………..10

2-3- محاسبه هیدروگراف واحد…………………………………………………………………………………………………………….13

2-3-1- روش حداقل مربعات……………………………………………………………………………………………………………….14

2-3-2- برنامهریزی خطی و غیرخطی……………………………………………………………………………………………………20

2-3-3- توابع توزیع احتمالاتی……………………………………………………………………………………………………………..21

2-3-3-1- مفهوم متغیر تصادفی………………………………………………………………………………………………………………21

2-3-3-2- انواع متغیر های تصادفی………………………………………………………………………………………………………….21

2-3-3-3- تابع احتمال………………………………………………………………………………………………………………………….22

2-3-3-4- تابع توزیع تجمعی (CDF)……………………………………………………………………………………………………..22

2-3-3-5- خواص تابع توزیع تجمعی………………………………………………………………………………………………………22

2-3-3-6- تابع چگالی احتمال………………………………………………………………………………………………………………..22

2-3-3-7- خواص تابع چگالی احتمال……………………………………………………………………………………………………..23

2-3-3-8- تابع های چگالی احتمال در هیدرولوژی……………………………………………………………………………………..23

2-3-3-8-1- توزیع ناکاگامی………………………………………………………………………………………………………………….24

2-3-3-8-2- توزیع نرمال……………………………………………………………………………………………………………………..25

2-3-3-8-3- توزیع لوگ نرمال……………………………………………………………………………………………………………….25

2-3-3-8-4- توزیع گاما……………………………………………………………………………………………………………………….25

2-3-3-8-5- توزیع گامای معکوس…………………………………………………………………………………………………………26

2-3-3-8-6- توزیع فریشت…………………………………………………………………………………………………………………..26

2-3-3-8-7- توزیع گامبل……………………………………………………………………………………………………………………..26

2-3-3-8-8- توزیع پیرسون نوع3………………………………………………………………………………………………………….26

2-3-3-8-9- توزیع ویبول……………………………………………………………………………………………………………………..27

2-3-3-8-10- توزیع لجستیک……………………………………………………………………………………………………………….27

2-4- نفوذ آب در خاک………………………………………………………………………………………………………………………..27

2-5- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………………………28

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1-کلیاتی در خصوص حوضه صوفی چای…………………………………………………………………………………………..34

3-2- اقلیم منطقه………………………………………………………………………………………………………………………………….35

3-3- ایستگاه های مورد مطالعه و داده های مربوطه…………………………………………………………………………………..35

3-4- آمار و اطلاعات مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………..38

3- 5 – روش استخراج هیدروگراف های واحد حوضه آبریز صوفی چای……………………………………………………..41

3- 6- تعریف تابع هدف مدل………………………………………………………………………………………………………………..41

3-7- واسنجی مدل………………………………………………………………………………………………………………………………42

3-8- معیارهای ارزیابی مدل………………………………………………………………………………………………………………….43

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- واسنجی مدل………………………………………………………………………………………………………………………………46

4-2-صحت سنجی مدل……………………………………………………………………………………………………………………….55

4-3- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………61

4-4- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………….62

منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..63

واژه نامه……………………………………………………………………………………………………………………………………………..67

پیوست……………………………………………………………………………………………………………………………………………….68

شکل2-1- بازوهای هیدروگراف…………………………………………………………………………………………………………………..9

شکل 2-2- نمودار شماتیکی یک هیدروگراف واحد حوضه آبریز…………………………………………………………………….10

شکل 2-3- تجزیه هیدروگراف به روش اول…………………………………………………………………………………………………11

شکل 2-4- تجزیه هیدروگراف به روش دوم…………………………………………………………………………………………………12

شکل 2-5- تجزیه هیدروگراف به روش سوم………………………………………………………………………………………………..12

شکل 2-6- تجزیه هیدروگراف به روش چهارم……………………………………………………………………………………………..13

شکل 2-7- رابطه توزیع ناکاگامی با سایر توابع توزیع احتمالاتی……………………………………………………………………..24

شکل2-8- نمايششماتيكيازمدلتلفاتپيوستهبانرخثابت (شاخصφ)……………………………………………………….28

شکل3-1- موقعیت جغرافیایی حوضه آبریز صوفی چای………………………………………………………………………………. 34

شکل 3-2-  چند ضلعی­های تیسن استخراج شده بین ایستگاه­ها………………………………………………………………………37

شکل4-1- نمودارهای هیدروگراف های واحد مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله واسنجی…………………………………………………………………………………………………………………..51

ادامه شکل4-1- نمودارهای هیدروگراف های واحد مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله واسنجی…………………………………………………………………………………………………………52

شکل4-2- نمودارهای هیدروگراف های رواناب مستقیم مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله واسنجی…………………………………………………………………………………………………………53

ادامه شکل4-2- نمودارهای هیدروگراف های رواناب مستقیم مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله واسنجی………………………………………………………………………………………………….54

شکل4-3- نمودارهای هیدروگراف های واحد مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله صحت سنجی……………………………………………………………………………………………………………58

شکل4-4- نمودارهای هیدروگراف های رواناب مستقیم مشاهداتی و محاسباتی حاصل از توابع توزیع بهینه‌سازی شده حوضه مورد مطالعه در مرحله صحت سنجی………………………………………………………………………………………………59

جدول 3-1- مشخصات ایستگاه های مورد استفاده…………………………………………………………………………………………36

جدول 3-2- مشخصات جغرافیایی و مساحت حاصله از روش تیسن برای هر کدام از ایستگاه­ها…………………………..37

جدول 3-3- داده های مورد استفاده در حوضه آبریز صوفی چای…………………………………………………………………….39

ادامه جدول 3-3 – داده های مورد استفاده در حوضه آبریز صوفی چای……………………………………………………………40

جدول 4-1-پارامترهای توزیع های احتمالاتی بهینه سازی شده حوضه صوفی چای…………………………………………….47

جدول 4-2- مقادیر تابع هدف توزیع های احتمالاتی برحسب میلی متر بر ساعت حوضه مورد مطالعه……………………55

جدول 4-3- معیارهای آماری توابع عملکرد توزیع های احتمالاتی حوضه مورد مطالعه………………………………………..60

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo