بهینه‌سازی و تحلیل حساسیت پارامترهای موثر بر بار رسوب بر پایه الگوریتم Sufi2 (مطالعه موردی: حوضه آبخیز رودخانه دویرج)

فرسایش و رسوب گذاری به عنوان یک رفتار طبیعی رودخانه منجر به از دست رفتن خاک حاصلخیز و واردکردن خسارات جبران ناپذیر به طرح های عمرانی آب می گردد. از آنجایی که پدیده فرسایش و رسوب یکی از پیچیده ترین فرآیندهای طبیعی بوده و عوامل زیادی برآن تاثیر گذار می باشد، لذا شناخت کامل عوامل موثر بر این پدیده کاری بسیار مشکل است. این تحقیق با هدف بهینه سازی پارامترها و تعیین حساسیت آنها در تولید رسوب حوضه آبخیز دویرج در غرب ایران انجام شد. برای این منظور مدل نیمه توزیعی swat ، الگوریتم sufi2 و آمار بار رسوب ماهانه سال های 1994 تا 2004 مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا مدل برای شبیه سازی جریان ماهانه اجرا گردید که براساس مقادیر شاخص های ارزیابی در مرحله واسنجی، عملکرد این مدل در شبیه سازی جریان ماهانه حوضه مورد مطالعه رضایت بخش می باشد. در مرحله بعد به منظور شبیه سازی بار رسوب ماهانه اقدام به اجرای مدل گردید، در اولین اجرای مدل ضرایب 2r ، ns و 2br به ترتیب 43/0 ، 39/0 و 28/0 به دست آمد که نشان می دهد عملکرد آن با داده های پیش فرض رضایت بخش نیست. بنابراین با استفاده از الگوریتم sufi2 و مدل سازی معکوس، مقادیر بهینه پارامترها تعیین و مدل با مقادیر جدید اجرا شد. براساس نتایج جدید، ضرایب 2r ، ns و 2br به ترتیب 75/0 ، 73/0 و 65/0 به دست آمدند و عملکرد مدل بهبود و دقت آن در حد قابل قبول افزایش یافت. در گام بعد، اقدام به تعیین اهمیت پارامترها گردید که از میان 30 پارامتر بررسی شده، (ch_n2)، (usle_k)، (usle_p) و (ov_n) از پارامترهای بسیار مهم در تعیین میزان بار رسوب خروجی از حوضه شناخته شدند و از بین آنها عامل usle_k به عنوان حساس ترین پارامتر تشخیص داده شد. نتایج این تحقیق می تواند در مدیریت موثرترین عوامل بر بار رسوب مورد استفاده قرار گیرد. همچنین تهیه مقادیر دقیق پارامترهای موثرتر در سایر مطالعات می تواند به بهبود نتایج شبیه سازی حوضه های مشابه کمک زیادی نماید.

Optimization and Sensitivity Analysis of the Effective Parameters in Sediment Yield Based on SUFI2 Algorithm (Case study: Doiraj River Basin, Iran)

Erosion and sedimentation as a river natural behavior lead to the loss of soil and cause irreparable damages to water development projects. Since the phenomenon of erosion and deposition is one of the most complex natural processes, the complete understanding of the effective factors involved in this phenomenon is really a big problem. This study was done to optimize the parameters affecting sediment yield and determine their sensitivity in the Doiraj river basin in the West of Iran, using SWAT, a semidistributed model, and SUFI2 algorithm, and the monthly sediment yield from 1994 to 2004. In the first run of the model, coefficients R2, NS, and Br2 were respectively obtained as 0.43, 0.39 and 0.28. The results showed that performance of the model with the default data was not satisfactory and we needed to determine the used optimal values. Then, the optimal values of parameters were determined using SUFI2 algorithm and reverse modeling and the model was run with the new values. Based on the new results, coefficients R2, NS, and Br2 were respectively obtained as 0.75, 0.73 and 0.65 and performance of the model improved and its accuracy increased acceptably. In the next step, from among the studied 30 parameters, (CH_N2), (USLE_K), (USLE_P) and (OV_N) were identified as the important parameters effective in the output of the sediment yield from basin. Also, USLE_K as was diagnosed as the most sensitive parameter. Results of this survey can be used in the management of the effective parameters in sediment load. Determining exact values of the effective parameters in other studies can be helpful to improve the simulation results in similar basins, too.