ارزیابی کارایی مدل های هوش مصنوعی برای شبیه‌سازی تبخیر در مناطق اقلیمی خشک، نیمه‌خشک و بسیار مرطوب ایران

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه سمنان

2 دانشجوی دکتری مهندسی و مدیریت منابع آب، گروه مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانش آموخته دکتری مهندسی و مدیریت منابع آب، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

doi
چکیده

در این تحقیق، مدل‌های شبیه‌سازی روزانه تبخیر از تشت با استفاده از شبکه‌ عصبی پرسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی و یک رابطه تجربی بهینه‌سازی شده بر پایه الگوریتم ژنتیک، با 13 ترکیب ورودی از متغیرهای هواشناسی یعنی میانگین دمای روزانه، دمای بیشینه و کمینه، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد توسعه داده شد. این مدلها برای شبیه‌سازی تبخیر در ایستگاه‌های سمنان، شاهرود و رشت با شرایط اقلیمی خشک، نیمه‌خشک و بسیار‌مرطوب به کار گرفته شد. پس از ارزیابی کمی مدلها، ترکیب ورودی شامل دما، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد برای مدلهای شبیه‌سازی تبخیر، با ضریب همبستگی بین 0.56 تا 0.85، ریشه میانگین مربعات خطا بین 1.1 تا 2.6 میلی‌متر و پی‌بایاس 1 تا 29.5 درصد، به عنوان ترکیب ورودی برتر انتخاب شد. با انجام آنالیز حساسیت مدلهای توسعه داده شده، دما و سپس رطوبت نسبی، به عنوان متغیرهای حساس برای شبیه‌سازی تبخیر انتخاب شدند. همچنین رابطه تجربی بهینه‌سازی شده با ترکیب ورودی برتر، توانایی بیشتری برای شبیه‌سازی مقادیر میانگین و انحراف‌معیار تبخیر از خود نشان داد و این مدل به عنوان مدل برتر انتخاب شد. در نهایت توانایی مدل برتر به همراه ترکیب ورودی برتر در شبیه‌سازی تشت تبخیر سه ایستگاه گرمسار (خشک)، دامغان (نیمه خشک) و رامسر (بسیار مرطوب)، با ضرایب همبستگی 0.6 تا 0.84، ریشه میانگین مربعات خطا 1.29 تا 3.16 میلی‌متر و پی‌بایاس 2.1 تا 9.2 درصد، مورد تأیید قرار گرفت.