A Magyar Hidrológiai Társaság XXV. Országos Vándorgyűlése (Tata, 2007. július 4-5.)
2. szekció: TERÜLETI VÍZGAZDÁLKODÁS - dr. Molnár Tibor, UWM: Nagytérségi hidrológiai modellek kalibrálása optimalizációs eljárással
2.2. Optimalizáció alkalmazásának feltételei Optimalizáció alkalmazása több feltétel egyidejű teljesüléséhez kötött, amelyek részletes matematikai hátterének ismertetésérejelen dolgozat nem tér ki. Ezek között először is egy olyan hidrológiai modellre van szükség, amely a gyakorlati elvárásoknak és a modellel szemben támasztott pontossági követelményeknek megfelel. Másodszor olyan idősorokat generáljon a hidrológiai modell, amelyhez ténylegesen mért idősorok is nyerhetők ill. rendelkezésre állnak. Harmadsorban a problémához alkalmas folytonos célfüggvény definiálható és a célfüggvény értéke a modell által generált ill. a hozzá tartozó mért idősorok alapján meghatározható. Negyedszer rendelkezzen a modell olyan paraméterekkel, amelyekre érzekenyen reagál, ill. ezen paraméterekkel egy n-dimenzionális paraméter tér legyen definialható, amelyen a célfüggvény folytonos. 3. A választott hidrológiai modell Hidrológiai modellként a Svájcban és Németországban jólismert ASGi / WaSiM modell kerül alkalazásra. Az ASGi / WaSiM modell ismertetésére nem tér ki ezen dolgozat. Részletes dokumentáció tartozik mindkét modellhez, amely a következő INERNET-címeken érhető el: http://homepage.hispeed.ch/wasim/kontakt.html http://www.unibw.de/ifw/WWR/forschung/asgi 3.1. Az optimalizációhoz alkalmas célfüggvények Az optimalizáció célfüggvényekén a dolgozatban bemutatásra kerülő példában a mért vízhozam és a modellel számított vízhazam közötti négyzetes eltérések összege került alkalmazásra. A 3.4 pontban bemutatandó optimalizációs tool (1. ábrab) 6 különböző a hidrológiai modellezés gyakorlatában általánosan alkalmazott célfüggvény kiválasztására ad lehetőséget, amelyekhez még egy súlyfüggvény alkalmazása is választható. 3.2. Az n-dimenziós paramétertér definiálása A paraméter teret az optimalizációhoz kiválasztott paraméterek feszítik ki. A gyakorlati feledatok modellezése során általában több mint 3 paraméter kalibrálására van szükség. Így az optimlizációs problémák során többnyire a paraméter tér dimenziója meghaladja a 3-at. A kiválasztásnál arra kell törekedni, hogy lehetőleg csak szenzitív paraméterek kerüljenek be az optimalizációs eljárásba. A paraméterek számának növelése fokozza az optimalizáció időigényét. Az eddigi tapasztalatok alalján kb. 300 - 350 km2 nagyságú vízgyűjtő területen, amelyet 1 km x 1 km -es raszterben és 1 órás időlépéssel ír le a hidrológiai modell, egy 3 GHz-es AMD-Processzoron, LINUX operációs rendszeren kb. 8 - 10 óra szükséges az optimalizált paraméterek meghatározásához. Természetesen a globális optimum elérése attól is függ, hogy a definiált paraméter tér tartalmazza-e a globális optimumot. 3.3. Optimalizáció az SCE-eljárással A teljességre való törekvés mellőzésével csak vázlatosan ismertetve az SCE-eljárás (Duan, 1992, Eckhardt, 2002, Sing, 1995, Solomaqtine, 1995) lenyegét. A shuffled-comlex-evolution-módszer (SCE-módszer) az evolúciós stratégiák körébe tartozó optimalizációs eljárás, amelynek lényeges eleme az új egyedek generálása folyamán “az életképesebbek” preferálása. Minden újabb egyed ebbe a csoportba tartozik, ha a célfüggvény 2
