تخمین بارش درازمدت شهر بابلسر با استفاده از برنامهریزی بیان ژن بهینهیافته
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری منابع آب، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
2 گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
3 گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
doi
10.22125/iwe.2022.162632چکیده
تخمین و شبیهسازی بارندگی یکی از مهمترین حوزههای علم هیدرولوژی محسوب میشود. در این مطالعه، برای اولین بار بارش دراز مدت شهر بابلسر در یک بازه 68 ساله از سال 1951 تا 2019 بهصورت ماهانه توسط یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی بهینهیافته پیشبینی شد. برای انجام اینکار، مدل برنامه ریزی بیان ژن (GEP) با تبدیل موجک (WT) ترکیب شدند. برای آموزش مدلهای هوش مصنوعی از 70 درصد مقادیر مشاهداتی و برای آزمون آنها از 30 درصد باقیمانده استفاده گردید. همچنین، با استفاده از تابع خود همبستگی (ACF) تاخیرهای موثر دادههای سری زمانی شناسایی شدند و با استفاده از آنها، شش مدل GEP مختلف توسعه داده شدند. تعداد ژنهای بهینهسازی شده مدل GEP مساوی با چهار انتخاب گردید. علاوه بر این تابع Multiplication بهعنوان بهترین تابع اتصال مدل GEP معرفی گردید. مدل برتر GEP با انجام یک تحلیل حساسیت معرفی شد که مقادیر ضریب همبستگی (R) و شاخص پراکندگی (SI) آن بهترتیب مساوی با 571/0 و 792/0 محاسبه شدند. تاخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-12) و (t-24) بهعنوان موثرترین تاخیرهای دادههای سری زمانی معرفی شدند. لازم به ذکر است که در بین موجکهای مادر مختلف، coif بهعنوان موجک مادر برتر معرفی شد و سپس با مدل GEP ترکیب گردید. مدل ترکیبی WGEP مقادیر بارشها را با دقت قابل قبولی شبیهسازی کرد. به عبارت دیگر، تبدیل موجک دقت مدل سازی را به شکل محسوسی بهبود بخشید. بهعنوان مثال مقدار شاخص عملکرد (VAF) برای مدل GEP و WGEP بهترتیب مساوی با 710/31 و 064/82 بودند.