مدلسازی برآورد میزان رسوب معلق رودخانه پسیخان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی درخت تصمیم

Abstract

برآورد دقیق میزان رسوبات حمل شده در رودخانه‌ها بر اثر فرسایش عامل مهمی برای مدیریت پروژه های آب شناختی می‌باشد. شبکه عصبی مصنوعی به دلایل عمده از جمله برخورداری از توانایی تشخیص الگو، رابطه خوب بین ورودی و خروجی و نیاز به تعداد داده‌های ورودی کم‌تر در پیش‌بینی میزان رسوب معلق دارای اهمیت فراوانی است. بر این اساس پژوهش حاضر اقدام به مدلسازی برآورد میزان رسوب معلق رودخانه پسیخان با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی درخت تصمیم M5 کرده است. میزان رسوب در رودخانه‌ها تابع پارامترهای زیادی از هندسه رودخانه، هیدرولیک جریان و خصوصیات رسوب است. به همین دلیل در این تحقیق سعی شده است ابتدا با بی بعد سازی پارامترهای موثر بر ظرفیت حمل رسوب، تعداد پارامترهای موثر کاهش یابد. نتایج نشان داد که درخت تصمیم ساخته شده اولیه یعنی درخت M5 نیاز به هرس ندارد و دارای کاربرد مناسب می باشد. برای بررسی میزان دقت مدل پیش‌بینی از سه پارامتر ضریب تعیین (R2)، متوسط خطای نسبی (ME) و میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) استفاده شد. مقادیر بدست آمده برای این سه پارامتر به ترتیب برابر با 851/0، 64/1037 و 32/941 به دست آمد که نشان دهنده مناسب بودن این سه پارامتر است. همچنین مقایسه میزان رسوب معلق بدست آمده از مدل درخت تصمیم با داده‌های اندازه گیری رودخانه پسیخان نشان داد که میزان ضریب تعیین برابر با 8953/0 به دست آمد که یک مقدار بسیار مناسب است. نتایج نشان داد که این مدل در پیش بینی میزان رسوب معلق در رودخانه پسیخان از کارایی موثری برخوردار است.