بررسی عملکرد روشهای کلاسیک و هوش مصنوعی در پیشبینی عمق استغراق بحرانی آبگیرهای افقی در کانالهای با جریان روباز
نویسندگان
1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز
2 کارشناس ارشد مهندسی آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز
doi
چکیده
آبگیرهای افقی یکی از سازههای متداول در برداشت آب از کانالهای روباز مانند رودخانهها و منابعی مانند دریاچهها و مخازن سدها میباشند. یکی از پدیدههای هیدرولیکی که عمدتاً به هنگام آبگیری از کانالها ایجاد میشود، تشکیل جریان گردابی و حبابهای هوا میباشد که میتواند مشکلات زیادی برای تأسیسات هیدرومکانیکی آبگیرها ایجاد نماید. ارتفاع ناکافی آب بالای لوله آبگیر (عمق استغراق) از دلایل عمده تشکیل جریان گردابی در آبگیرهای افقی میباشد. بهدلیل اهمیت این پدیده تاکنون مطالعات بسیاری جهت تخمین عمق استغراق بحرانی انجامگرفته است. با این وجود، بهدلیل عدم قطعیت در تشکیل گرداب در نزدیکی لوله آبگیر، نتایج حاصل از دقت مطلوبی برخوردار نمیباشد. در تحقیق کنونی با استفاده از سه سری داده آزمایشگاهی، کارآیی روشهای هوش مصنوعی (ماشین بردار پشتیبان SVM و سیستم استنتاج عصبی -فازی انطباقی ANFIS و برنامهریزی بیان ژن GEP) و روابط کلاسیک در تخمین عمق استغراق بحرانی آبگیرهای افقی در کانالهای روباز و با فاصله متفاوت آبگیر از کف کانال مورد بررسی قرار گرفتهاست. نتایج بهدستآمده بیانگر آن است که روشهای هوش مصنوعی در تخمین عمق استغراق بحرانی بسیار دقیقتر از مدلهای کلاسیک بوده و میتوان همبستگی مناسبی را بین مقادیر مشاهداتی و محاسباتی مشاهده نمود. ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ نتایج برای دادههای آزﻣﻮن، با استفاده از روش SVM در ﺣﺎﻟﺖ C=di/2 (di و C بهترتیب قطر و فاصله آبگیر از کف کانال میباشند) با مقادیر 976/0DC=، 988/0R= و191/0RMSE= بهدست آمد. مطابق با نتایج تحلیل حساسیت مشاهده گردید که سرعت نسبی جریان و عدد وبر در لوله آبگیر بهترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را در تخمین عمق استغراق بحرانی دارا میباشند.