ارزیابی مدل‌های هیبریدی فراکاوشی در شبیه‌سازی اکسیژن محلول در آب رودخانه

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

2 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

doi
10.22059/ije.2022.330321.1547
چکیده

آب یکی از عناصر ضروری در طبیعت است که اساس زندگی انسان را تشکیل می‌دهد و به رشد و توسعۀ اقتصادی جوامع کمک می‌کند. آب سالم ارتباط تنگاتنگی با سلامت محیط زیست و فعالیت‌ها دارد. زندگی همۀ جانوران روی کرۀ زمین به آب و اکسیژن بستگی دارد. علاوه بر این، اکسیژن محلول کافی (DO) برای بقای جانوران آبزی بسیار مهم است. از این‌رو، در این پژوهش برای شبیه‏سازی اکسیژن محلول در آب رودخانۀ کامبرلند واقع در ایالات متحده از مدل ترکیبی شبکۀ عصبی مصنوعی (ANN) با موجک و الگوریتم‏های فراابتکاری گرگ خاکستری (GWO) و خفاش (BA) در مقیاس زمانی ماهانه طی دورۀ آماری 2010-2020 استفاده شد. معیارهای ضریب همبستگی (R2)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ضریب بهره‏وری نش‌ـ ساتکلیف (NSE) برای ارزیابی و مقایسۀ عملکرد مدل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد هر سه مدل هیبریدی، در الگوهای ترکیبی نتایج بهتری نسبت به سایر الگوهای تعیین‏شده دارند. همچنین، با توجه به معیارهای ارزیابی مشخص شد که از بین مدل‌های به‏کاررفته در شبیه‌سازی اکسیژن محلول در آب رودخانه، مدل شبکۀ عصبی مصنوعی‌ـ موجک با ضریب تعیین (958/0R2=)، ریشۀ میانگین مربعات خطا ( 651/0RMSE=)، میانگین قدرمطلق خطا (334/0MAE= ) و ضریب نش‌ـ ساتکلیف (962/0NS=) در مرحلۀ صحت‌سنجی عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌ها از خود نشان داده است.