research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
A Multi-variables Multi -sites Model for Forecasting Hydrological Data Series

Author: Rafa H. Al-Suhili
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2014 Volume: 20 Issue: 7 Pages: 85-102
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A multivariate multisite hydrological data forecasting model was derived and checked using a case study. The philosophy is to use simultaneously the cross-variable correlations, cross-site correlations and the time lag correlations. The case study is of two variables, three sites, the variables are the monthly rainfall and evaporation; the sites are Sulaimania, Dokan, and Darbandikhan.. The model form is similar to the first order auto regressive model, but in matrices form. A matrix for the different relative correlations mentioned above and another for their relative residuals were derived and used as the model parameters. A mathematical filter was used for both matrices to obtain the elements. The application of this model indicates it's capability of preserving the statistical characteristics of the observed series. The preservation was checked by using (t-test) and (F-test) for the monthly means and variances which gives 98.6% success for means and 81% success for variances. Moreover for the same data two well-known models were used for the sake of comparison with the developed model. The single-site single-variable auto regressive first order and the multi-variable single-site models. The results of the three models were compared using (Akike test) which indicates that the developed model is more successful ,since it gave minimum (AIC) value for Sulaimania rainfall, Darbandikhan rainfall, and Darbandikhan evaporation, while Matalas model gave minimum (AIC) value for Sulaimania evaporation and Dokan rainfall, and Markov AR (1) model gave minimum (AIC) value for only Dokan evaporation).However, for these last cases the (AIC) given by the developed model is slightly greater than the minimum corresponding value.

تم اشتقاق نموذج تنبأ بالبيانات الهيدرولوجية لمتغيرات مختلفة وفي مواقع متعددة وتحقيقه باستخدام حالة دراسية. تعتمد فلسفة النموذج على الاستخدام الاني لمعاملات الارتباط المكانية وتلك التي توجد بين المتغيرات في الموقع الواحد بالإضافة الى الارتباط التسلسلي الزمني. الحالة الدراسية هي لمتغيرين في ثلاثة مواقع, المطر والتبخر في السليمانية, دوكان و دربندخان. ان النموذج شبيه بنموذج الارتباط التسلسلي ولكن معاملاته بصيغة المصفوفات . للنموذج مصفوفتي معاملات الاولى ذات عناصر تمثل معاملات الارتباطات النسبية والثانية تمثل معاملات بقايا الارتباط النسبية. بينت النتائج قدرة النموذج على التنبؤ بالمعلومات بصورة صحيحة حيث تم استخدام اختباري فحص الفرق بالأوساط الحسابية والتباين, وكانت نسب النجاح ( (81,98 على التوالي. ولغرض المقارنة بين النموذج المشتق والنماذج المعروفة في ادبيات الموضوع, تم بناء نموذج ذو المتغير الواحد لكل متغير من المتغيرات المستخدمة(ستة نماذج)و ثلاث نماذج من نوع النماذج المتعددة المتغيرات نموذج لكل موقع . تم مقارنة نتائج هذه النماذج مع النموذج المشتق باستخدام اختبار (اكايكي) الذي يستخدم لهذا الغرض. بينت النتائج بان النموذج اعطى اقل القيم للاختبار بالنسبة للمطر في السليمانية و دربندخان والتبخر لدوكان اما فيما يخص نتائج بقية المتغيرات كانت قيم الاختبار اعلى بقليل عن القيم الصغرى المناظرة.


Article
Multi-Sites Multi-Variables Forecasting Model for Hydrological Data using Genetic Algorithm Modeling
نموذج تنبأ بالمعلومات الهيدرولوجية متعدد المواقع ومتعدد المتغيرات باستخدام تقنية الجينات الوراثية

Author: Rafa H. Al-Suhili رافع هاشم السهيلي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2015 Volume: 21 Issue: 3 Pages: 54-72
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A two time step stochastic multi-variables multi-sites hydrological data forecasting model was developed and verified using a case study. The philosophy of this model is to use the cross-variables correlations, cross-sites correlations and the two steps time lag correlations simultaneously, for estimating the parameters of the model which then are modified using the mutation process of the genetic algorithm optimization model. The objective function that to be minimized is the Akiake test value. The case study is of four variables and three sites. The variables are the monthly air temperature, humidity, precipitation, and evaporation; the sites are Sulaimania, Chwarta, and Penjwin, which are located north Iraq. The model performance was checked by comparing it's results with the results of six forecasting models developed for the same data by Al-Suhili and khanbilvardi, 2014.The check of the performance of the new developed model was made for three forecasted series for each variable, using the Akaike test which indicates that the developed model is more successful, since it gave the minimum (AIC) values for (91.67 %) of the forecasted series. This indicates that the developed model had improved the forecasting performance. For the rest of cases (8.33%), other models gave the lowest AIC value, however it is slightly lower than that given by the developed model. Moreover the t-test for monthly means comparison between the models indicates that the developed model has the highest percent of succeed (100%).

تم في هذا البحث اشتقاق نموذج تنبأ بالبيانات الهيدرولوجية متعدد المواقع متعدد المتغيرات ويعتمد على خطوتين زمنيتين وتم برهنته باستخدام حالة دراسية. ان فلسفة هذا النموذج تعتمد على استخدام معاملات الأرتباط بين المتغيراتوبين المواقع ومعاملات الأرتباط الزمني لخطوتين زمنيتين سابقتين بشكل اني لأيجاد معاملات النموذج ومن ثم يتم تغيير قيمها باستخدام عملية المعايرة الخاصة بتقنبة الجينات الوراثية . كما هو معروف هن تقنية الجينات الوراثية هي تقنية تستخدم لأيجاد القيمة المثلى لدالة الهدف حيث ان الالة المستخدمة هنا والتي يتم ايجاد القيمة الصغرى لهى هي دالة اختبار اكايكي. ان الحالة الدراسية المأخوذة هس لأربع متغيرات في ثلاث مواقع . المتغيرات هي درجة حرارة الهواء والرطوبة والسقيط والتبخر الشهرية والمواقع هي السليمانية وجوارتة وبنجوين التي تقع في شمال العراق. تم مقارنة اداء النموذج مع نتائج ستة نماذج تنبأ ولنفس حالة الدراسة. هذه المقارنة تمت لثلاثة متسلسلات زمنية لكل متغير في كل موقع تم التنبأ بها بستخدام كل من النماذج الستة السابقة والنموذج الجديد وباستخدام الأختبار المشار اليه اعلاه واشارت النتائج بان النموذج الجديد اكثر نجاحا لانه اعطى اقل قيم للأختبار بنسبة 91.76 %. وهذا يدل على ان النموذج الجديد قد حسن عملية التنبأ.


Article
Forecasting Models for Some Water Quality Parameters of Shatt Al-Hilla River, Iraq

Authors: Rafa H. Al-Suhili --- Nesrin J. Al-Mansori
Journal: Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل ISSN: 19920652 23128135 Year: 2017 Volume: 25 Issue: 4 Pages: 1384-1391
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

This paper provides Artificial Neural Networks model versions for forecasting the monthly averages of some chemical water quality parameters of Shatt Al-Hilla River, which is located at Hilla City, south of Iraq. The water quality parameters investigated were Sulphate, Magnesium, Calcium, Alkalinity, and Total Hardness. Results indicate that for Sulphate and Calcium high correlation coefficients models were observed to be (0.9 and 0.88), while for Magnesium, Alkalinity and Hardness low correlation coefficients model were observed to be (0.48,0.58, and 0.51) respectively. Serial correlation behavior of these variables indicate at that high lag time correlations sequences are observed for the first two variables and low ones for the last three water quality parameters. A serial correlation coefficient analysis was done and indicates that as the variable exhibited weak lag correlation structure, then a successful ANN forecasting model could not be obtained even if many trials were done to enhance it's performance, such as increasing the number of nodes, the lagged input variables, and/or changing the learning rate and the momentum term values, or the use of different types of activation functions. On the other hand, those variables that have a strong lag correlation structure can easily fit successful ANN forecasting models

يتناول هذا البحث التنبؤ بالمعدلات الشهرية لبعض المحددات الكيميائية لمياه شط الحلة الواقع في محافظة بابل بأستخدام الشبكات العصبية الصناعية, المحددات المستخدمة في الموديل الكبربت, المغنيسيوم, الكالسيوم, القاعدية , العسرة الكلية. بينت النتائج بأن الكبريت والكالسيوم يمتاز بمعامل ارتباط عالي عند تطبيق الموديل (0.8,0.9) ... بينما المغنيسيوم والقاعدية والعسرة كان معامل الارتباط (0.48, 0.58,0.51) على التوالي. من الملاحظ انه قيمة الارتباط العالي للمتغيرين الأوليين ولبقية العناصر بقيم واطئة ..كان بسبب محددات الوقت . نجاح تحليل الموديل بتنبؤ بالقيم بأستخدام ANN لا يمكن اجراءه حتى بكثرة عدد المحاولات ..وانما بزيادة عدد النقاط او تغيير معدل التعلم او تغيير قيمة الزخم او استخدام نوع اخر من المعادلات الفعالة .من جهة أخرى بناء هذا الموديل بأستخدام ANN كان مطابق للتخمين للقيم للمحددات الكيميائية للمياة.


Article
Optimum Water Allocation for Abo-Ziriq Marsh Ecological Restoration

Authors: Hussein J.Al-Khazaali --- Shahlaa E.Ebrahim --- Rafa H.Al-Suhili
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2012 Volume: 18 Issue: 5 Pages: 683-692
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Optimum allocation of water for restoration of Iraqi marshes is essential for different related authorities. Abo-Ziriq marsh area about 120 km2 is situated 40 km east of Al-Nassryia city. After comparing the measured annual water qualities with the Iraqi standards for surface water quality evaluation, Abo-Ziriq marsh water quality was in acceptable limit. Hydro balance computation were done for each month by using interface among the HEC-RAS, HEC-GeoRAS and ArcView GIS software and built a number of eco-hydro relationships to simulate the marsh ecosystem by using HEC-EFM program to estimate water allocation adequate for ecosystem requirement and constructs a GIS hydraulic reference map to show inundation area, depth grid and velocity distribution, the optimal flow result consists of three different scenarios (24, 30.3 and 33.6 m3/s) for marsh operation during the year. A computer program in MATLAB 7 was developed to simulate the optimization model to determine the optimum flow value entry to lower zone. The priority of each parameter is represented by a weight associated with each of them (penalty factor). The model was used for different scheme of penalty factor value and examines three cases of flow (wet, moderate and dry years). The results obtained from the program run show that the optimum flow values are not affected significantly with changing the scheme of the penalty factors. Hence, any set of solutions can be use for operation the control structure of two inlets in the lower zone that best fits the objective of the system and increase flow release from Abo Jiry inlet to minimum deviation in water quality during the most time of the year

ان توفير الحصص المائية المثلى بالكميات والنوعيات اللازمة لاعادة الحياه الطبيعية الى سابق عهدها في مناطق الاهوار في جنوب العراق يمثل احدى اهم الاولويات بالنسبة للمهتمين بهذا الموضوع. يتناول هذا البحث دراسة الحصص المائية المثلى لاعادة الانعاش الاحيائي لهور ابوزرك حيث تبلغ مساحته مايقارب 120 كم2 ويقع في محافظة ذي قار على مسافة 40 كم شرق مدينة الناصرية. بعد مقارنة نوعية المياه المقاسة مع المحددات القياسية العراقية تبين ان مياه هور ابو زرك مازالت في حالة مقبولة وكذلك تم عمل موازنة مائية لكل شهر من خلال الاستتباع الهيدرولوجي بأستخدام التداخل بين البرامج التالية HEC-RAS, ArcView GIS, HEC-GeoRAS حيث تضمن إعداد منحنيات المساحة-المنسوب والحجم-المنسوب وتمثيل المساحة السطحية المغمورة لكل شهر وتخمين التبخر والاستهلاك والحصص المائية في الجزء الجنوبي والشمالي من الهور. لتحقيق متطلبات الانعاش الاحيائي لهور ابوزرك توجب بناء عدة علاقات لثمثيل النظام الاحيائي ووصف علاقة النظام الاحيائي بطبيعة نظام الجريان في الهورمن خلال تطبيق برنامج EFM HEC- حيث اختيرت ثلاثة سيناريوهات للتشغيل على طول السنة المائية وهي (24، 30.3 ، 33.6) م³ثا وتم تمثيل تلك القيم والحصول على خرائط لاعماق المياه وسرعة الجريان والمساحة المغمورة. تم تطوير برنامج (MATLAB 7) يهدف لتقليل المجموع الكلي لانحرافات التصريف ومعاملات نوعية المياه عن القيم المسموح بها وحسب برنامج EFM والمواصفات العراقية لتقييم نوعية المياه السطحية. استخدم النموذج عدة حالات مختلفة من قيم معاملات الجزاء ولثلاث حالات من الجريان ( رطب وطبيعي وجاف ) لكل فرع يدخل الى الجزء الجنوبي، وبعد ملاحظة النتائج تبين ان تغير معاملات قيم الجزاء لاتؤثر بصورة مباشرة على النتائج لكل حالة من حالات الجريان وامكانية اجراء مناقلة بكميات المياه الداخلة الى فرع (ابو الجري) وزيادتها بحيث تحقق افضل نوعية للمياه داخل الجزء الجنوبي للهور من خلال التحكم بمنشاة السيطرة للجزء الجنوبي على مداخل فرعي (ابو الجري و ابو سميسم).


Article
Genetic Algorithm Optimization Model for Central Marches Restoration Flows with Different Water Quality Scenarios
نموذج الجينات الوراثية لايجاد الاطلاقات المطلوبة للجريان لانعاش الاهوار المركزية باستخدام عدة صيغ لنوعية المياه

Authors: Rafa H. Al-Suhili رافع هاشم السهيلي --- Zeren Jamal Ghafour زيرين جمال غفور
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 3 Pages: 312-330
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A Genetic Algorithm optimization model is used in this study to find the optimum flow values of the Tigris river branches near Ammara city, which their water is to be used for central marshes restoration after mixing in Maissan River. These tributaries are Al-Areed, Al-Bittera and Al-Majar Al-Kabeer Rivers. The aim of this model is to enhance the water quality in Maissan River, hence provide acceptable water quality for marsh restoration. The model is applied for different water quality change scenarios ,i.e. , 10%,20% increase in EC,TDS and BOD. The model output are the optimum flow values for the three rivers while, the input data are monthly flows(1994-2011),monthly water requirements and water quality parameters (EC, TDS, BOD, DO and pH).The objective function adopted in the optimization model is in a form the sum of difference in each of the 5 water quality parameters, resulting from the mixing equation of the waters of the rivers, from the accepted limits of these parameters , weighted by a penalty factor assigned for each water quality parameter according to its importance. The adopted acceptable limits are 1500,1000, 6,4 and 7, while the penalty factors are 1,0.8,0.8,0.8,and 0.2 for EC,TDS,BOD,DO,and pH respectively. The constraints adopted on the decision variables which the monthly flows of the three rivers are those that provide the monthly demands downstream each river, and not exceed a maximum monthly flow limits. The maximum flow limits adopted are for three flow cases, wet, average and dry years. For each flow case three scenarios for the monthly water quality parameters were adopted , the average values(scenario 1),the 10% increase in EC,TDS, and BOD (Scenario 2),and the 20% increase in these three water quality parameters (Scenario 3). Hence nine cases are adopted and for each an optimum monthly flows are found for each river. The genetic optimization model adopt a variable number of population of 100 to 1000 in a step of 100,0.8 and 0.2 cross over and mutation rates, and three iterations to reach the stable optimum solutions. The results indicates that the flow analysis shows a significant decrease in the flow values of the three rives after year 2000,hence, the flow values for the period of (1994-1999), are excluded and the only used values are those for (2000-2011). The estimated monthly demands exhibits low variation. The observed optimum monthly flow values decrease in general as the case flow changed from wet to normal and dry cases. The change in Scenarios from S1 to S2 and S3 , do not necessarily increase all the required optimum monthly flow values. The obtained minimum objective functions do not exhibits a certain trend with the change in the flow cases and/or the change in the scenarios.

لقد تم استخدام نموذج الجينات الوراثية في هذا البحث لحساب التصاريف المثلى لتفرعات نهر دجلة قرب مدينة العمارة حيث تستخدم مياهها لأعادة انعاش الاهوار المركزية وهذه التفرعات هي انهر العريض والبتيره والمجر الكبير بعد خلطها في مياه نهر ميسان. الهدف من هذا النموذج هو الحصول على افضل نوعية مياه لغرض الانعاش للاهوار المركزية.ولغرض الحصول على امثل التصاريف لهذه الانهر تم بناء برنامج حاسبة بلغة (MATLAB) حيث ان النتائج المستخرجة من البرنامج تمثل قيم التصاريف المثلى للانهر الثلاث وان المدخلات للبرنامج هي التصاريف للفترة من (1994-2011) و معدل الاستهلاك المائي الشهري ومعاملات نوعية المياه وهي (EC, TDS, BOD, DO and pH).تهدف الدالة الهدفية (Objective Function) المستخدمة في نموذج البرمجة لتقليل المجموع الكلي لانحرافات معاملات نوعية المياه عن قيمها المسموح بها. الاولوية التي تم التعامل بها مع معاملات نوعية المياه تم تمثيلها باوزان معينة حسب اهمية كل معامل القيم للاوزان المستخدمة هي (1,0.8,0.8,0.8,0.2 ( لكل من ((EC,TDS,BOD,DO,pH على التوالي وذلك حسب اهمية كل معامل. اما معدل التزاوج و معدل المراوحة فهما ( (0.8, 0.2 على التوالي.اما حجم المجتمع المطلوب فقد تم ايجاده بطريقة المحاولة والخطأ ابتداأ من (100) وحتى (1000) وبخطوة قدرها 100) حيث اعطت القيمة الأ خيرة حلا مستقرا وبعدد معاودات قدره (3).استخدم النموذج ثلاث حالات لقيم معاملات نوعية المياه وثلاث حالات من الجريان (سنوات رطبة وطبيعية وجافة) لكل نهر. اما المحددات للتصاريف فقد كهنت قيم التصاريف الشهرية حسب نوع السنة المائية كحدود عليا وقيم المتطلبات الشهرية كقيم دنيا. تم تشغيل النموذج على الحالات التسعة ثلاث حالات للجريان كما ذكر سابقا رطبة و طبيعية وجافة ولكل حالــة جريــان ثــلاث حــالات لقيــم نوعيــة المياه الحالة (S1) استخدمت فيها معدلات معايير نوعية المياه المقاسة والحالتين (S2) و(S3) باستخدام زيادة في قيم ( EC,TDS, BOD ) قدرها ( 10% و 20%) على التوالي. اضهرت النتائج لتحليل الجريان وجود انخفاض واضح بعد سنة 2000) ( عليه تم اعتماد التصاريف للفترة ( 2000-2011 ) فقط. كما وجد بان قيم المتطلبات الشهرية المحسوبة ذات تغاير قليل. اما قيم التصاريف الشهرية المثلى فقد وجد بانها تقل بشكل عام كلما تغيرت حالة الجريان من رطبة الى طبيعية و جافة. اما التغاير في قيم الجريان الامثل مع تغير حالة نوعية المياه من (S1) الى و ) S2, S3 ( فقد وجد بانه ليس من الضروري وجود زيادة في قيمها. اما دالة الهدف الدنيا التي وجدت لكل الحالات التسعة اضهرت عدم وجود تدرج واضح في قيمها مع تغير حالة الجريان وحالة نوعية المياه.

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

English (3)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2017 (1)

2015 (1)

2014 (1)

2013 (1)

2012 (1)