Skip to main content
SUPERVISOR
Azadeh Ahmadi
آزاده احمدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
قاسم کیان پیشه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Many techniques and methods used in water resources management and planning directly or indirectly are related to the prediction of rainfall and the general climatology prediction. In recent decades, large-scale climatic signals as hydrological predictors are identified as a merging tool. Long-leg projections has many benefits for reservoir operation that water store and release decisions can be more dynamic and flexible in dealing with particular circumstances and can lead to more profit in water resources operation. In this thesis, two categories of rainfall prediction model are developed in the basin of Zayandehroud dam. The first group of models based on large-scale climatic signals has been developed. Time scale for this group of models is seasonal one (two dry and wet seasons). Considering the low historical information, models with less possible complexity should be used. For this purpose, principal component analysis is used to examine changes of transmission information versus the number of signals. In order to determine the inputs for rainfall prediction model, the correlation method and gamma test have been used. Comparison of modeling results utilizing the evaluation criteria show the better performance of gamma test model in choosing input variables than correlation method. In this study, Support Vector Machine (SVM) model for predicting rainfall in the region has been used and its results are compared with the benchmark models such as K-Nearest Neighbors and Artificial Neural Network (ANN). The results show better performance of SVM model at testing stage. Thus, SVM model is used for rainfall projection in the future based on the climate change scenarios A2 and B2. In the second category models, statistical downscaling model is used. In this model, using the outputs from GCM, the precipitation of Zayandehroud dam is projected. Most effective variables have been identified among 26 predictor variables. Then, based on observed data, the model was calibrated and verified, and daily rainfall in future periods under climate change scenarios is generated.. The results obtained from the first and second groups of models show that SVM has less error in estimation of the precipitation. In the observation period for the years 1998 to 2008, precipitation in the region is more closely to the B2 scenario. Thus in order to estimate the impacts of climate change on the precipitation of the region, scenario B2 has been used. The results show that the precipitation in the future wet periods are more than historical values and in the dry periods, it is lower than historical values.
بسیاری از تکنیک‌ها و روش‌هایی که در برنامه‌ریزی و مدیریت منابع آب وجود دارد، ارتباط مستقیم یا غیر مستقیم با پیش‌بینی بارش و به طور کلی پیش‌بینی هیدروکلیماتولوژیکی دارد. در دهه‌های اخیر، شناسایی سیگنال‌های بزرگ مقیاس اقلیمی به عنوان پیش‌بینی‌کننده‌های پدیده‌های هیدرولوژیکی، تحولی در پیش‌بینی‌ها به وجود آورده است. پیش‌بینی‌های بلندمدت فواید زیادی را عاید سیستم بهره‌برداری از مخازن خواهد نمود که تصمیم‌گیریهای مبتنی بر ذخیره و آزادسازی آب، پویاتر و انعطاف در برخورد با شرایط خاص بیشتر شده و منجر به کسب سود بیشتر در بهره‌برداری از منابع آب می‌گردد. در این پایان‌نامه دو دسته مدل پیش‌بینی بارش در حوضه آبریز زاینده‌رود تدوین شده است. دسته اول مدلها که بر اساس اطلاعات سیگنال‌های بزرگ مقیاس اقلیمی تدوین شد‌ه‌اند. مقیاس زمانی برای این دسته مدلها فصلی (دو فصل خشک و تر) می‌باشد. با توجه به طول دوره آماری کم اطلاعات، سعی شده است تا حد امکان از مدلهایی با پیچیدگی کمتر استفاده شود. بدین منظور از روش تحلیل مولفه‌های اصلی برای بررسی تغییرات اطلاعات انتقالی با تعداد سیگنال‌های درنظر گرفته شده، استفاده شده است. سپس به منظور تعیین ورودی‌های مدل پیش‌بینی بارش حوضه، از روش همبستگی و روش نوین تست گاما استفاده شده است. مقایسه نتایج مدلسازی با استفاده از معیارهای ارزیابی نشان‌دهنده عملکرد بهتر مدل تست گاما در انتخاب ورودی‌های مورد نیاز است. در این تحقیق مدل ماشین بردار پشتیبان برای پیش‌بینی بارش در منطقه استفاده شده است و عملکرد آن با مدل‌های مبنایی چون K نزدیکترین همسایگی و شبکه عصبی مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد بهتر مدل ماشین بردار پشتیبان در مرحله تست داده‌ها می‌باشد. بنابراین در ادامه به عنوان مدل با دقت بالاتر در تولید و شبیه‌سازی رخدادهای بارش در دوره‌های آتی بر اساس سناریوی تغییر اقلیم A2 و B2 استفاده شده است. در دسته دوم مدلها، از مدل‌های ریز مقیاس کردن آماری استفاده شده است. در این مدل با استفاده خروجی‌های مدل GCM، بارش حوضه آبریز زاینده‌رود در بلند‌مدت پیش‌بینی شده‌اند. با توجه به بررسی‌های انجام شده، از میان 26 متغیر پیش‌بینی‌کنننده، مؤثرترین متغیرها شناسایی شده‌اند. سپس بر اساس داده‌های مشاهداتی، مدل کالیبره و صحت‌سنجی شده، مقادیر روزانه بارش در دورهه‌های آتی تحت سناریوهای تغییر اقلیم تولید شده‌اند. با مقایسه دسته اول نتایج از مدل ماشین بردار پشتیبان و دسته دوم نتایج مدل SDSM، مشخص شد که مدل ماشین بردار پشتیبان دارای خطای کمتری در برآور بارش بلندمدت در محدوده مورد مطالعه بوده است. همچنین برای دوره مشاهداتی سالهای 1998 تا 2008 تغییرات بارش در منطقه بیشتر به سناریوی B2 نزدیک بوده است و بنابراین برای برآورد اثرات تغییر اقلیم در منطقه از این سناریو استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که در اثر تغییر اقلیم، کل بارش موردانتظار در دوره‌های تر آتی بیشتر از مقادیر تاریخی و کل میزان بارش در دوره‌های خشک کمتر از مقادیر تاریخی می‌باشد. کلمات کلیدی: 1- پیش‌بینی بارش 2- ماشین بردار پشتیبان 3- Kنزدیکترین همسایگی 4- شبکه عصبی مصنوعی 5- تست گاما 6- تحلیل مولفه‌های اصلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی