مقایسه عملکرد مدلهای هوشمند در شبیهسازی پارامترهای کیفی آب سطحی و زیرزمینی (مطالعه موردی:دشت ساوه)
نویسندگان
1 دانشگاه ملایر
2 دانشگاه ملایر
3 ، گروه علوم و مهندسی خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر
doi
10.22125/iwe.2022.146405چکیده
هدف از تحقیق حاضر شبیهسازی پارامترهای کیفیت منابع آب با استفاده از مدلهای هوشمند و بررسی اثر منبع آب سطحی و زیرزمینی در دقت شبیهسازی پارامترهای کیفی آب میباشد. در این مطالعه کاربرد روشهای شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و عصبی-فازی (CANFIS) در شبیهسازی پارامترهای مهم کیفی آب سطحی و زیرزمینی دشت ساوه شاملTDS, SAR, EC,TH مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی میزان همبستگی کاتیونها و آنیونها با پارامترهای هدف در هر دو منبع آبی، متغیرهای کیفی SO4, Cl, Mg, Ca, pH طی دوره 50 ساله از 1345 لغایت 1395 به عنوان متغیرهای ورودی انتخاب گردیدند. نتایج شبیهسازی نشان داد که کمترین خطای برآورد شبکه عصبی مصنوعی برای منابع زیرزمینی و سطحی، بهترتیب مربوط به شبیهسازی TH و EC با خطای NRMSE معادل 29/1 و 3/5 درصد بود. بیشترین مقدار خطا در هر دو منبع مربوط به پارامتر SAR میباشد. به همین ترتیب، نتایج مشابه در شبیه-سازی با روش فازی-عصبی بدست آمد. آزمون تی-تست نشان داد، که استفاده از روشهای هوشمند عصبی و عصبی-فازی در برآورد پارامتر کیفی SAR در منابع آب زیرزمینی اختلاف معنیداری دارند، بهطوریکه مقدار NRMSE از 09/32 درصد در روش ANN به 82/22 در روش CANFIS کاهش یافته است. در مورد سایر پارامترهای کیفی آب زیرزمینی، اختلاف معنیداری مشاهده نگردید. در مورد منابع آب سطحی، روش عصبی-فازی سبب بهبود معنیدار نتایج مدلسازی پارامترهای کیفی TDS, SAR شد، بهطوریکه مقدار NRMSE به ترتیب از 35/60 و 27/29 درصد در روش شبکه عصبی مصنوعی به 72/28 و 85/16 درصد در روش فازی-عصبی کاهش یافت. در مجموع میتوان اینگونه استنباط نمود که اثر نوع منبع آب در میزان خطای شبیهسازی هر یک از پارامترهای کیفی مشهود بود.