برآورد ارتفاع امواج شاخص در دریای خزر با استفاده از روش‌های منفرد و ترکیبی-موجک هوش مصنوعی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشگاه ارومیه-بنیاد ملی نخبگان ایران، شرکت مهندسین مشاور دانشوران عمران آب

5 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

doi
10.22125/iwe.2023.383323.1705
چکیده

ارتفاع موج شاخص یکی از پارامتر‌های اساسی برای عملیات‌ مهندسی سواحل و سازه‌های دریایی می‌باشد. در این مطالعه، با به کارگیری سامانه استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) و برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) و ترکیب آن‌ها با تئوری موجک (WANFIS، WGEP) بر اساس سه سناریو شامل متغیرهای 1- امواج، 2- هواشناسی و 3- ترکیب سناریو اول و دوم، در گام‌های زمانی بدون تأخیر زمانی، 12 و 24 ساعته به تخمین ارتفاع موج شاخص، پرداخته شد. همچنین، نتایج حاکی از این است که به علت نویززدایی و حذف عدم قطعیت در داده‌ها، مدل‏های ترکیبی-موجکی نتایج بهتری را نسبت به مدل‏های منفرد ارائه داده‏اند. درصد بهبود عملکرد مدل‌های WGEP نسبت به GEP با در نظر گرفتن معیار RMSE به ترتیب برای سناریوهای اول تا سوم مقدار 11%، 35% و 7% بوده است. بسیاری از شرایط هیدرولوژیک در دریاها به تغییر دما بستگی داشته و میزان این پارامتر عامل تعیین‌کننده مهمی در شرایط محیطی هر منطقه می‌باشد. همچنین، تغییرات دما و باد سطحی سبب تغییر چگالی آب دریا می‌شود. بنابراین، متغیرهای اقلیمی منطقه می‌تواند بر عملکرد سناریوهای مختلف تأثیرگذار باشد. نتایج این مطالعه و ارائه رابطه ریاضی حاکم برای تخمین مقدار ارتفاع موج شاخص توسط روش برنامه‌ریزی بیان ژن می‌تواند کاربرد بسیاری در بخش مدیریت و مهندسی سواحل و منابع آب داشته باشد.