پیش‌بینی افت سطح آب زیرزمینی آبخوان نهاوند با ترکیب پیش پردازش تجزیه مد تجربی یکپارچه کامل با مدلهای LSTM وGMDH

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی

2 دانشگاه آزاد اسلامی

3

4

5 دانشگاه آزاد اسلامی

doi
10.22125/iwe.2026.539288.1893
چکیده

کاهش بارندگی و بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی موجب افت قابل‌توجه تراز سطح آب زیرزمینی در بسیاری از مناطق جهان شده است. یکی از آبخوان‌هایی که با افت سطح آب زیرزمینی مواجه هست، آبخوان نهاوند در استان همدان و غرب ایران می‌باشد. برای مدلسازی تراز سطح آب زیرزمینی، مدل‌های حافظه کوتاه مدت طولانی LSTM)) و روش گروهی مدیریت داده (GMDH) به کار گرفته شد. به منظور افزایش دقت مدل‌ها از ابزار پیش پردازش تجزیه مد تجربی یکپارچه کامل (CEEMD) استفاده شد و در نهایت چهار مدل LSTM، GMDH، CEEMD-LSTM و CEEMD-GMDH حاصل شدند. نتایج نشان داد که مدل GMDHعملکرد بهتری نسبت به مدل LSTMداشته است. همچنین ترکیب این دو مدل با ابزارهای پیش پردازش CEEMD موجب افزایش عملکرد آنها شده است. به‌طوری‌که ضریب تعیین مدل LSTM از 867/0 به950/0 در مدل CEEMD-LSTM ارتقاء یافته است. ضریب تعیین در مدل GMDH با 885/0 به 945/0 در مدل CEEMD-GMDH رسیده است. همچنین بررسی جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و معیاراطلاعاتی آکائیک (AIC) هم نشان می‌دهد که استفاده از ابزار پیش پردازش CEEMD موجب کاهش خطای مدل‌ها شده است. با توجه به این نتایج مدل ترکیبی CEEMD-LSTM بهترین مدل شناخته شده و از آن برای پیش‌بینی تراز سطح آب زیرزمینی برای شش ماه آتی (شش ماه اول سال آبی 1404-1403) استفاده شد. به‌طور کلی می‌توان گفت که عملکرد مدل ترکیبی CEEMD-LSTMبرای مدل‌سازی تراز سطح آب زیرزمینی آبخوان نهاوند بسیار مناسب بوده و قابلیت این را دارد که برای بررسی سطح آّب زیرزمینی آبخوان‌های دیگر نیز استفاده شود.