شبیه سازی وقایع بارش- رواناب با اعمال دیاگرام های اختلاف فاز و تصحیح مولفه های بارش موثر

تبدیل بارش به رواناب در حوضه های آبخیز شامل روابط غیر خطی پبچیده حاصل از تعامل مجموعه ای از فرآیندهای هیدرولوژیکی مختلف می باشند. در مطالعه حاضر، بدون اتکاء به ساختاری از پیش تعیین شده، رابطه بین ورودی و خروجی سیستم صرفاً بر اساس طبیعت اطلاعات ثبت شده استخراج گردید. همچنین اختلاف فاز اتفاق افتاده بین سیگنال های بارش و رواناب با استفاده از آنالیز موجک متقاطع محاسبه شد. سپس دیاگرام اختلاف فاز در مقیاس ه ای مورد مطالعه برای وقایع منفرد و مرکب حوضه آبخیز لیقوان ترسیم گردید. با اعمال این فازها در موقعیت زمانی سیگنال های بارش، کلیه خطاهای ناشی از در نظر گرفتن حد متوسط برای تلفات حوضه به حداقل ممکن رسید، که در این تحقیق تحت عنوان موقعیت زمانی مینیمم خطا معرفی گردید (metp). همچنین پیش بینی دبی خروجی از حوضه توسط مدل فیلتر کالمن و بهینه سازی فضای حالت حاکم بر حوضه آبخیز لیقوان با استفاده از وقایع مرحله واسنجی انجام گرفت. با اعمال این اختلاف فازها در مولفه های بارش موثر، خطای ناشی از در نظر گرفتن متوسط تلفات نفوذ و شاخص phi; به حداقل ممکن کاهش یافت. همچنین با کاربرد روش بهینه سازی برنامه ریزی خطی، هیدروگراف واحد حوضه آبخیز لیقوان به عنوان مدل اندازه گیری فیلتر کالمن استفاده گردید. نتایج نشان داد با اعمال اختلاف فازهای اتفاق افتاده بین سیگنال های بارش و رواناب و تلفیق آن با روش فیلتر کالمن و برنامه ریزی خطی (kf lpcw) به طور متوسط ضریب نش ساتکلیف اصلاح شده 0.94 در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی حاصل شد. این مقادیر نسبت به حالتی که اختلاف فاز اعمال نگردید (روش kflp) برابر 0.63 و 0.68 در مراحل واسنجی و صحت سنجی حاصل گردید. بنابراین در این مطالعه بهبود قابل توجهی با اعمال اختلاف فازها در مولفه های بارش موثر مشاهد شد.

Simulation of Rainfall - Runoff Events by Applying Phase Differences Diagrams and Correcting Effective Rainfall Components

The conversion of rainfall to runoff in basins includes nonlinear relations between the complex interactions of various hydrological processes. In this study, without considering of predetermined structure, relationship between input and output system was derived individually from the nature of the data recorded. Also, the phase difference occurred between rainfall and runoff signals using crosswavelet transform analysis. Then phase difference diagram was plotted for the single and compound events of Lighvan basin. By applying these phases at the time of the rainfall signals, all errors resulting from considering average losses in basin was minimized that in this study was introduced as minimum error time position (METP). Also, discharge forecasting for basin was carried out by Kalman filter model and optimization in Lighvan basin state space, using calibration step events. By applying this phase difference to effective rainfall components, the error resulting from the considering of average infiltration losses and phi; index decreases to the minimum. Also, using the linear programming optimization method, the unit hydrograph for Lighvan basin was used as Kalman filter measurement model. The results showed that by applying the phases difference between rainfall and runoff signals and integration with Kalman filtering and linear programming (KFLPCW), the corrected NashSutcliff coefficient were obtained 0.94 in both Calibration and verification steps. These values were obtained 0.63 and 0.68 in calibration and validation steps respectively, as compared to the state that phase difference was not applied (KFLP method). Therefore, in this study, significant improvement was observed with the application of phase differences in effective precipitation components.