ارزیابی ‌روش‌های‌‌ محاسبات ‌نرم‌ در ‌برآورد‌ رسوب معلق ‌رودخانه (ایستگاه حسن‌آباد رودخانة تیره)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اراک، ایران

2 دکتری، رئیس بخش فنی و مهندسی اداره کل منابع طبیعی استان مرکزی، اراک، ایران

3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران

4 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

برآورد بار رسوب رودخانه‌ها از مسائل مهم و کاربردی در مطالعات و طراحی پروژه‌های مهندسی آب، مانند طراحی و توسعة شبکه‌های آبیاری و زهکشی، آبگیری از رودخانه و غیره است. مدل‌های آماری و رگرسیونی از معمول‌ترین روش‌های تحلیل هستند که اغلب با توجه به حل خطی این پدیده‌ها، نتایجی همراه با خطا ارائه داده‌اند. مدل‌های هیدرولیکی به‌دلیل نیاز به داده‌های زیاد و گاهی در دسترس نبودن داده‌های مورد نیاز و دقیق نبودن داده‌ها به‌علت خطای انسانی برای شبیه‌سازی رسوبات، همیشه نمی‌توان به آن‌ها اعتماد کرد. امروزه سیستم هادی هوشمند فازی و عصبی با توجه به توانایی در حل پدیده‌های غیرخطی و پیچیده، کاربردهای فراوانی در مسائل مختلف مهندسی آب از جمله رسوب پیدا کرده‌اند. هدف از پژوهش حاضر نیز ارزیابی و مقایسة چهار روش مدل‌های فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS)، ماشین بردار پشتیبان (SVM)، برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) و روش گروهی کنترل داده‌‏ها GMDH در برآورد بار رسوب ایستگاه حسن‌آباد رودخانة تیرة استان مرکزی است. بدین‌منظور به عملکرد چهار نوع مدل در شبیه‌سازی بار رسوبی رودخانه‌ها پرداخته، سپس نتایج چهار روش با یک‌دیگر و با نتایج منحنی سنجه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج بیان‌گر عملکرد قابل‌قبول مدل‌ها نسبت به منحنی سنجه است. هم‌چنین، نتایج برتری مدل (GMDH) با بیش‌ترین ضریب تبیین (R2) با مقدار 99/0 و کم‌ترین ریشة میانگین مربعات خطا (RMSE) بر حسب تن در روز با مقدار 0038/0 نشان داد. در این خصوص کارآیی مدل (GEP) تا حدی بهتر از مدل‌های SVM و ANFIS بود. در مرحلة بعد، از بهترین الگوی انتخابی مدل‌های ANFIS، SVM و GEP به‌عنوان ورودی مدل GMDH استفاده شد. نتایج بیان‌گر عملکرد قابل‌قبول مدل GMDH با بیش‌ترین ضریب تبیین (R2) برابر 99/0 و 98/0 و کم‌ترین ریشة میانگین مربعات خطا به‌ترتیب برابر 0038/0 و 0045/0 تن در روز شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد هر چهار روش داده‌کاوی بررسی شده به‌مراتب نتایج بهتری نسبت به منحنی سنجة رسوب ارائه می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مدل سازی و مدیریت آب و خاک
دوره 4، شماره 2
خرداد 1403
صفحه 241-260

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری: 12 اردیبهشت 1402
  • تاریخ پذیرش: 12 اردیبهشت 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار