استفاده از روش بهینه‌سازی تراکم ذرات در تعیین ضرایب مدل عددی موج کینماتیک- انتشار برای پیش‌بینی جریان ترجیحی آب در خاک

Abstract

با توجه به حرکت سریع آب و آلاینده از مسیرهای ترجیحی جریان، در این پژوهش از مدل موج کینماتیک- انتشار به­عنوان یکی از راهکارهای مناسب برای شبیه­سازی این حرکت، استفاده شد. این مدل سه ضریب مجهول دارد که با استفاده از روش بهینه­سازی تراکم ذرات تعیین شدند. آزمایش­ها در قالب چهار بارندگی با شدت­های 97/56، 64/107، 01/133 و 71/161 میلی­متر بر ساعت که بر یک ستون خاک می­بارید انجام گرفت و شدت آب خروجی از انتهای ستون خاک در مقابل رطوبت متحرک کل ستون ثبت شد. ضرایب مدل با کمینه کردن تابع خطای بین مقادیر مشاهداتی آزمایش و معادله پیش­بینی شار جریان تعیین شد. برای رسیدن به بهترین جواب و کمینه­ترین مقادیر تابع خطا، راه­حل­های مختلفی ارزیابی شد و مقادیر مختلفی برای c₁ و c₂ که به­ترتیب ضرایب فردی و اجتماعی الگوریتم بهینه­سازی هستند و در ایجاد نسل­های بعدی پاسخ­های پیشنهادی الگوریتم دخالت دارند، انتخاب و امتحان شد و سرانجام مقادیر 2/1 و 4/2 به­ترتیب برای c₁ و c₂ منجر به بهترین پاسخ­ها شد. همچنین برای پیدا کردن بهترین پاسخ­ها، معادله­های مختلفی به­عنوان وزن اینرسی، که برای کنترل سرعت حرکت ذرات یا پاسخ­ها در فضای جستجو به­کار می­رود، استفاده شد که سرانجام معادله وزن اینرسی کاهش یابنده خطی که منجر به بهترین پاسخ­ها شد، انتخاب گردید. در کل، نتایج حاکی از توانایی روش بهینه­سازی تراکم ذرات برای تعیین سریع و دقیق ضرایب مدل عددی کینماتیک- انتشار می­باشد.