تخمین ضریب پخش عرضی در انتقال آلودگی در رودخانه‌های عریض با استفاده از محاسبات تکاملی

Abstract

در قرن اخیر با رشد روزافزون جمعیت شهرنشین، مشکلات متعددی در زمینۀ آلودگی و کیفیت منابع آبی مطرح شده است. بنابراین، شناخت و مطالعۀ فرایندهای اختلاط و انتقال مواد در رودخانه‌ها از جمله فعالیت‌های مهم در برنامه‌های مدیریت منابع آب به شمار می‌آید. بین فرایندهای اختلاط، پس از پدیدۀ انتشار طولی، فرایند انتشار عرضی آلودگی، تأثیرگذارترین پارامتر محسوب می‌شود. با توجه به اهمیت انتقال و چگونگی انتشار آلودگی در رودخانه‏ها، تخمین ضریب پخش عرضی انتقال آلودگی در جریان‌های سطحی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان (SVM) و با بهره‌گیری از دو کرنل تابع پایۀ شعاعی و چندجمله‌ای و مدل درخت (MT)، هدف اصلی پژوهش حاضر است. برای تخمین ضریب پخش عرضی از 187 سری داده که شامل عمق جریان، سرعت جریان، سرعت برشی و عرض کانال می‌شود، استفاده شده است. نتایج به‌دست‌آمده از معیارهای ارزیابی نشان داد مدل SVM-Poly دقت بیشتری (992/0R= و 982/0OI=) ‌نسبت به مدل SVM-RBF دارد. همچنین مدل SVM-RBF دقت بیشتری (968/0R= و 950/0OI=) نسبت به مدل MT ‌‌(966/0R= و 946/0OI=) در تخمین این پارامتر در مرحلۀ آموزش داشت. مقادیر به‌دست‌آمده از D_Tدر مرحلۀ تست هم ارزیابی شدند و مشخص شد که SVM-RBF با داشتن کمترین خطا (029/0RMSE) توانایی بهتری در تخمین D_T دارد. علاوه بر این، مقایسۀ عملکرد روش‌های هوشمند با روابط تجربی بیان می‌کند که روابط تجربی دقت قابل قبولی نداشته‌اند.