پیش‌بینی کیفی رودخانه‌ها با استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی

Abstract

اخیرأ استفاده از مدل‌های ریاضی برای شبیه‌سازی کیفیت آب رودخانه‌ها توسعه زیادی یافته که به دلیل پیچیدگی و تعدد فرایندهای کیفی منابع آب سطحی و وجود ضرایب و ثابت‌های شیمیایی و بیولوژیکی متعدد، استفاده از سیستم استنباط فازی-عصبی تطبیقی، روشی نو جهت پیش‌بینی کیفی رودخانه‌هاست. در این مقاله ضمن بیان مبانی این سیستم به‌منظور پیش‌بینی کیفی آبهای سطحی، کاربرد آن با مجموعه‌ای از داده‌های 16 ساله از اکسیژن محلول(DO) و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی(BOD) از رودخانة زاینده رود نشان داده شده است. فرایند توسعه و ارزیابی سه نوع مدل سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی در پیش‌بینی (BOD)براساس مجموعه عوامل مؤثر در یک و دو ایستگاه قبل نشان داد که دبی، درجة حرارت و مقدار اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی در یک و دو ایستگاه قبل با مقدار ضریب تبیین 953/0 در مرحلة واسنجی و 931/0 در مرحلة اعتبارسنجی مناسب‌ترین مدل و برای پیش‌بینی اکسیژن محلول عوامل سرعت، عمق، درجة حرارت، عرض در سطح آب و اکسیژن محلول در یک ایستگاه قبل با مقدار ضریب تبیین 921/0 در مرحلة واسنجی و 904/0 در مرحلة اعتبارسنجی، مناسب‌ترین مدل است. در نهایت مقادیر پیش‌بینی شده بهنگام توسط مدل‌ها با مقادیر اندازه‌گیری شده مقایسه شد و نشان داده شد که سیستم استنباط فازی عصبی-تطبیقی عملکرد مناسبی دارد. استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی می‌تواند به عنوان رهیافت کاربردی جدیدی در پیش‌بینی وضعیت کیفی رودخانه‌هایی که داده‌های کافی برای مراحل آموزش، واسنجی و اعتبارسنجی دارند، مطرح باشد. هرچند ساخت مدل‌های پیش‌بینی کیفی رودخانه‌ها با این سیستم نیاز به متخصص خبره و حجم داده‌پردازی زیاد دارد، ولی دقت پیش‌بینی آنها بسیار مناسب است.