تخمین نوسانات تراز آب زیرزمینی توسط مدل بهینه موجک-برنامه‌نویسی بیان ژن

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 دانشجوی دکتری منابع آب، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

doi
10.22034/hydro.2021.14115
چکیده

     به­دلیل کاهش منابع آب زیرزمینی و خشک­سالی­های اخیر، شبیه­سازی نوسانات تراز آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، مدل برنامه­نویسی بیان ژن (GEP) با تبدیل موجک (WT) ترکیب شد و مدل موجک-برنامه­نویسی بیان ژن (WGEP) تولید گردید و تخمین دراز­مدت نوسانات چاه مشاهداتی سراب قنبر در یک دوره 13 ساله بهینه­سازی شد. در ابتدا داده­های مشاهداتی به دو دسته آموزش (9 سال) و آزمون (4 سال) تقسیم شدند. سپس با استفاده از تابع خود همبستگی، موثرترین تأخیرهای داده­های سری زمانی معرفی شدند. در ادامه با استفاده از این تأخیرها برای هر یک از مدل­های GEP و WGEP، چهار مدل مختلف تعریف گردید. با تجزیه و تحلیل کلیه مدل­های GEP و WGEP، مدل برتر شناسایی گردید. مدل برتر یا 4 WGEP مقادیر تراز آب زیرزمینی را با دقت مناسبی شبیه­سازی کرد. به­عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی و ضریب بهره­وری نش-ساتکلیف برای این مدل به­ترتیب مساوی با 938/0 و 851/0 محاسبه شدند. مقایسه مدل­های GEP و WGEP نشان داد که تبدیل موجک دقت مدل­سازی را به­شکل قابل­توجهی افزایش داد. به­عنوان مثال، ضریب عملکرد مدل برتر WGEP در مقایسه با مدل برتر GEP حدودا 14 برابر افزایش یافت. علاوه بر این، نتایج نشان داد که تاخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-3) و (t-4) موثرترین تأخیرهای ورودی بودند.