بهینه سازی شبکه باران سنجی با استفاده از آنتروپی اطلاعات و الگوریتم کرم شب تاب (مطالعه موردی: حوضه شرق دریاچه ارومیه)

اقدام در اجرای پروژه های آبی، شناخت ویژگی های بارندگی و آگاهی از آب و هوا و اقلیم منطقه است. بارندگی  به­ دلیل تغییرات مکانی و زمانی زیاد، در مقایسه با سایر عوامل هواشناسی، به شبکه متراکم تری برای دیده بانی نیاز دارد. ازاین ­رو مکان­یابی بهینه احداث ایستگاه­ها امری بسیار ضروری است. بنابراین ابتدا داده های بارش ماهانه ایستگاه های باران سنجی در سطح حوضه و مناطق مجاور آن ها جمع آوری گردید. سپس تمامی داده­ های سری زمانی مورد تحلیل­های آماری ازجمله آزمون­ نرمال و همگنی قرارگرفتند و ایستگاه ­های دارای آمار خطا و غیرهمگن از مجموع ایستگاه­ ها حذف و یا اصلاح شدند. با توجه به نتایج آزمون­های­ نرمال، بارندگی سالانه در ۵ ایستگاه به ­دلیل کوچک بودن مقادیر آزمون­ها از مقدار بحرانی آن­ها، از توزیع نرمال پیروی نمی­ نمایند. همچنین نتایج آزمون­ های همگنی حاکی از آن بود که ۷/۹۱ درصد از ایستگاه­ های منتخب حوضه از لحاظ صحت و درستی داده ­های بارندگی ثبت­شده مورد تایید بوده و در ادامه، قابل استفاده در تحلیل­ های هیدرولوژیک و یا منابع آبی خواهند بود. با تحلیل مکانی آنتروپی بارش، مقدارآنتروپی انتقال اطلاعات در سطح حوضه محاسبه و معیاری در تعیین نقاط با پتانسیل تاسیس ایستگاه جدید در نظر گرفته شد. نتایج حاکی از این است که شش ایستگاه شبستر، شرفخانه، زرنق هریس، هرزندات، کلیبر و قوشچی سراب ضمن کسب رتبه­ های پایین در شبکه، وضعیتی بحرانی داشته و ضعیف­ ترین ایستگاه­های حوضه می­ باشند. از سوی دیگر ایستگاه ­های سعیدآباد، باشسیزاوجان، مراغه، خرمازرد و شیرین­ کندی بالاترین رتبه ­ها را در میان سایر ایستگاه­ ها به خود اختصاص داده ­اند و پنج ایستگاه مهم حوزه آبخیز مورد مطالعه می­ باشند که مفیدترین اطلاعات در شبکه را تولید می ­نمایند. به­ منظور انجام فرآیند بهینه ­سازی تابع هدفی برای کل حوضه تعیین و سپس از الگوریتم کرم شب تاب بهره­گیری شد تا بهترین جانمایی برای ایستگاه­های باران­ سنجی به ­دست آید. پس از بررسی نتایج مشخص گردید، بهترین جانمایی با اضافه کردن تعداد ۹ ایستگاه به­ دست می ­آید.

Keywords:

Firefly Algorithm , Information Transmission Entropy , Optimization , Rain Gauge , Location , آنتروپی انتقال اطلاعات , الگوریتم کرم شب تاب , بهینه سازی , باران سنج , مکان یابی