شبیهسازی رسوب معلق رودخانههای کشور با استفاده از فناوری تلفیق مدلهای هوشمند و سامانه مکانی متنباز، مطالعه موردی: ایستگاه هیدرومتری رازین، حوزه آبخیز رودخانه مزلقان در استان مرکزی
نویسندگان
1 استادیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
2 استادیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
doi
10.22092/ijwmse.2020.341701.1766چکیده
روابط بین پارامترهای کیفی آب رودخانه و فرایندهای فیزیکی، ژئوشیمیائی و بیولوژیکی انجامشده بین منابع حوضه (خاک، پوششگیاهی، زمینشناسی، کاربری اراضی و غیره)، متغیرهای هواشناسی (دما، بارش، ذوب برف و غیره)، متغیر هیدرولوژیکی رودخانه (دبی) و همچنین دخالتهای انسانی، اغلب بسیار پیچیده، غیرقطعی و غیرخطی بوده بهنحوی که درک کامل آنها را غیرممکن میسازد. در این شرایط، استفاده از هوش محاسباتی (نظیر شبکههای عصبی مصنوعی) ابزار مناسبی در شبیهسازی و برآورد متغیرهای کیفی آب رودخانه نظیر بار رسوب معلق محسوب میشود. در پژوهش حاضر، با تلفیق کتابخانههای متن باز GIS و مدلهای شبکه عصبی مصنوعی (با ناظر و بدون ناظر)، سامانه مکانی هوشمندی، طراحی و کدنویسی شده است که میتواند در شرایط تکمتغیره یا چندمتغیره، رسوب معلق روزانه را برآورد کند. نتایج گرفتهشده از بهکارگیری این سامانه در حوزه آبخیز رودخانه مزلقان در محل ایستگاه هیدرومتری رازین نشان داد که این سامانه قادر است با کارائی و صحتسنجی مناسب (با ریشه میانگین مربعات خطا برابر 1033 تن در روز، میانگین قدر مطلق خطا 455 تن در روز و شاخص نش-ساتکلیف برابر 89/0 با دادههای آزمون)، رسوب معلق ایستگاه مورد مطالعه را شبیهسازی کند. در مجموع، این سامانه میتواند بهعنوان یک زیرساخت نرمافزاری در مقیاس ملی، در شبیهسازی و مدیریت رسوب معلق کلیه ایستگاههای هیدرومتری کشور مورد استفاده سازمانهای ذیربط قرار گیرد.