مدلسازی کیفیت و رسوب رودخانه‌ با استفاده از روش‌های ناپارامتری و غیرخطی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان ، ایران.

2 دانشجوی دکتری، گروه علوم مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

3 گروه مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان

4 استادیار، گروه زمین شناسی، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

doi
چکیده

فرسایش و انتقال رسوب ناشی از آن بر کیفیت آب‌های سطحی اثرگذار است و برآورد میزان رسوب و کیفیت جریان نقش مهمی در مدیریت منابع آب ایفا می‌نماید. در پژوهش حاضر مدلسازی شاخص‌های کیفیت و بار رسوب جریان و ارائه روابط جهت پیش‌بینی مقدار رسوب جریان رودخانه‌های خراسان‌رضوی در 6 ایستگاه و دوره آماری 1365 تا 1395 با روش‌های ناپارامتری و غیرخطی شبکه واحد بازگشتی دروازه‌دار (GRU) و الگوریتم جنگل تصادفی (RF) انجام گرفت. با به‌کارگیری روش بگینگ مدلسازی شاخص‌های دبی، رسوب و مجموع آنیون و کاتیون جریان در هر دو شبکه مدل گردید. شاخص‌های آماری MAE، MAPE و RMSE جهت ارزیابی عملکرد مدل و ضریب R2 جهت ارزیابی صحت تقسیم‌بندی داده‌ها استفاده شدند. نتایج مربوط به مقدار میانگین شاخص‌های MAE، MAPE و RMSE داده‌های کیفیت آب (مجموع آنیون و کاتیون) ایستگاه‌های موردبررسی در شبکه GRU به ترتیب برابر با 16/286، 06/0 و 34/1685 (meq/L) و در شبکه RF به ترتیب برابر با 40/317، 08/0 و 11/1954 (meq/L) و داده‌های بار رسوب در شبکه GRU به ترتیب برابر با 95/200، 55/0 و 44/1434 (ton/day) و در شبکه RF به ترتیب برابر با 84/52921، 90/0 و 29/1544(ton/day). برتری مدل GRU نسبت به مدل RF در مدلسازی رسوب و شاخص‌های کیفی آب رودخانه‌های خراسان‌رضوی را نشان داد.