تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,486,740 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,807 |
عملکرد شش روش ترکیبی هوشمند در مدلسازی کیفی آب زیرزمینی مطالعه موردی: دشت بافق | ||
هیدروژئولوژی | ||
مقاله 10، دوره 6، شماره 1، شهریور 1400، صفحه 126-139 اصل مقاله (1.96 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/hydro.2021.12224 | ||
نویسندگان | ||
امیر محمد رخ شاد1؛ علی شهیدی* 2 | ||
1دانشجوی دکترای منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، خراسان جنوبی، ایران | ||
2دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، خراسان جنوبی، ایران | ||
چکیده | ||
بررسی و کنترل کیفیت آبهای زیرزمینی در برنامهریزی و توسعه منابع آب نقش مهمی دارد و استفاده از یک روش کارا میتواند تا حد زیادی موجب افزایش دقت و کاهش هزینهها در این زمینه گردد. در این پژوهش، برای آموزش و بهینهیابی پارامترهای مدل سیستم استنتاج عصبی-فازی (ANFIS) جهت مدلسازی کیفی آب زیرزمینی دشت بافق در استان یزد، از 6 الگوریتم فراابتکاری بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO)، ژنتیک (GA)، رقابت استعماری (ICA)، کرم شبتاب (FA)، فرهنگی (CA) و استراتژی تکامل انطباق ماتریس کوواریانس (CMA-ES) استفاده گردید. برای انتخاب بهترین ترکیب ورودی جهت تخمین سه پارامتر هدایت الکتریکی (EC)، جذب سدیم (SAR) و سختی کل (TH) از روشهای پیرسون و اسپیرمن برای تحلیل حساسیت و میزان همبستگی سایر پارامترها استفاده گردید و مدلسازی کیفی با روشهای ترکیبی انجام و عملکرد مدلها با نمایههای ضریب همبستگی(R2)، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و ضریب نش-ساتکلیف (NSE) سنجیده شد. نتایج نشان داد که هر شش روش ترکیبی عملکرد بسیار مناسبی را در مدلسازی پارامترهای آب زیرزمینی از خود نشان دادند. همچنین مدل ANFIS-FA در هر سه دسته مدلسازی جزو بهترین مدلها بود، بهطوریکه مقدار R2 ، RMSE و NSE آن بهترتیب برای بخش آزمایش در TH، 99/0، 41/0 و 99/0، برای SAR، 98/0، 11/1 و 95/0 و برای EC، 99/0، 7/305 و 99/0 بهدست آمد. سایر روشها نیز با دقتی مناسب موفق به مدلسازی و پیشبینی پارامترهای موردنظر شدند. با توجه به دقت محاسبات، این روشها گزینههای مناسبی برای پیشبینی متغیرهای کیفی آب زیرزمینی بهشمار میروند. | ||
کلیدواژهها | ||
آب زبرزمینی؛ نروفازی؛ الگوریتم؛ مدلسازی؛ نسبت جذب سدیم؛ هدایت الکتریکی | ||
مراجع | ||
آتشپز گرگری، ا.، 1387. توسعه الگوریتم بهینهسازی اجتماعی و بررسی کارایی آن. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تهران.
اقدر، ح. محمدیاری، ف.، ۱۳۹۴. مدلسازی پارامتر کیفی TH در آب زیرزمینی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت مهران و دهلران). سومین همایش سراسری محیط زیست، انرژی و پدافند زیستی، تهران، موسسه آموزش عالی مهر اروند، گروه ترویجی دوستداران محیط زیست.
جانی، ر.، 1398. مدلسازی خوشهای تراز آب زیرزمینی دشت تبریز با استفاده از مدل آریما. هیدروژئولوژی، جلد 4، شماره 2، 74-91.
کرد، م.، اصغری مقدم، ا.، نخعی، م.، 1398. مدلسازی عددی آبخوان دشت اردبیل و مدیریت آن با استفاده از بهینهسازی برداشت آب زیرزمینی. هیدروژئولوژی، جلد 4، شماره 1، 153-167.
میرسنجری، م. م.، محمدیاری، ف.، بصیری، ر. حمیدی پور، ف.، 1396. مدلسازی پارامترهای کیفی EC، SAR و TDS در آب زیرزمینی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت مهران و دهلران). انسان و محیط زیست، جلد 15، شماره 3، 1-12.
نوری، ح.، ایلدرومی، ع.، سپهری، م. آرتیمانی، م.م.، 1397. مقایسه سه روش اصلی هوش مصنوعی در برآورد دبی سیلاب رودخانه یلفان. جغرافیا و برنامهریزی محیطی. جلد 29، شماره 4، 35-50.
Abu-Khalaf, N., Khayat, S., Natsheh, B., 2013. Multivariate data analysis to identify the groundwater pollution sources in Tulkarm area/Palestine. Sci Technol, 3(4): 99–104. Alizamir, M., Sobhanardakani, S., 2017. Predicting arsenic and heavy metals contamination in groundwater resources of Ghahavand plain based on an artificial neural network optimized by imperialist competitive algorithm. Environ Health Eng Manag J, 4: 225–231. Azad, A., Karami, H., Farzin, S., Saeedian, A., Kashi, H., Sayyahi F., 2018. Prediction of water quality parameters using ANFIS optimized by intelligence algorithms (case study: Gorganrood River). KSCE J Civ Eng, 22(7): 2206–2213. Delir, S., Foroughi-Asl, A., Talatahari, S., 2019. A hybrid charged system search-firefly algoritm for optimization of water distribution networks. International Journal of Optimization in Civil Engineering, 9(2): 273-290. Emamgholizadeh, S., Kashi, H., Marofpoor, I., Zalaghi, E., 2013. Prediction of water quality parameters of Karoon river (Iran) by artificial intelligence-based models. Int J Environ Sci Technol, 11: 645–656. Hosseini-Moghari, S.M., Morovati, R., Moghadas, M., Araghinejad S., 2015. Optimum operation of reservoir using two evolutionary algorithms: imperialist competitive algorithm (ICA) and cuckoo optimization algorithm (COA). Water Resour Management, 29(10): 3749-3769. Jalalkamali, A., 2015. Using of hybrid fuzzy models to predict spatiotemporal groundwater quality parameters. Earth Science Informatics, 8(4): 885–894. Karterakis, S.M., Karatzas, G.P., Nikolos, I.K., Papadopoulou, M.P., 2007. Application of linear programming and differential evolutionary optimization methodologies for the solution of coastal subsurface water management problems subject to environmental criteria. J Hydrol, 342: 270–282. Kazemzadeh-Parsi, M.J., Daneshmand, F., Ahmadfard, M.A., Adamowski, J., Martel, R., 2015. Optimal groundwater remediation design of pump and treat systems via a simulation–optimization approach and firefly algorithm. Engineering Optimization, 47(1): pp. 1–17. Khadr, M. and Elshemy, M., 2016. Data-driven modeling for water quality prediction case study: The drains system associated with Manzala Lake, Egypt. Ain Shams Engineering Journal, DOI: 10.1016/j.asej.2016.08.004 Kisi, O., Keshavarzi, A., Shiri, J., Zounemat-Kermani, M., Omran E-SE., 2017. Groundwater quality modeling using neuro-particle swarm optimization and neuro-differential evolution techniques. Hydrol Res, 48(6): 1508–1519. Liu, W.C., Chen, W.B., Kimura, N., 2009. Impact of phosphorus load reduction on water quality in a stratified reservoir eutrophication modeling study. Environmental Monitoring and Assessment, 159(1–4): 393–406. Luo, D., Guo, Q., Wang, X., 2003. Simulation and prediction of underground water dynamics based on RBF neural network. Acta Geoscientia Sinica, 24(5): 475–478. Mousavi, S,F. and Amiri, M.J., 2012. Modelling nitrate concentration of groundwater using adaptive neural-based fuzzy inference system. Soil Water Resour, 7(2): 73–83. Orouji, H., Bozorg Haddad, O., Fallah-Mehdipour, E., and Mariño M.A., 2013. Modeling of water quality parameters using data-driven models. J Environ Eng, 139(7): 947–957. Smaoui, H., Zouhri, L., Kaidi, S., Carlier E., 2018. Combination of FEM and CMA-ES algorithm for transmissivity identification in aquifer systems. Hydrol Process, 32(2): 264–277. Sudheer, C., Mathur, S., 2012. Particle swarm optimization trained neural network for aquifer parameter estimation KSCE. J Civil Eng, 16: 298-307. Tabari, M.M.R., 2016. Prediction of river runoff using fuzzy theory and direct search optimization algorithm coupled model. Arabian Journal for Science and Engineering, 41(10): 4039–4051. Tien Bui, D., Khosravi, K., Li, S., Shahabi, H., Panahi, M., Singh, V., Chapi, K., Shirzadi, A., Panahi, S., Chen, W., Bin Ahmad, B., 2018. New Hybrids of ANFIS with several optimization algorithms for flood susceptibility modeling. Water, 10(9): 1210. Yang, X.S., Sadat Hosseini, S.S., and Gandomi, A.H., 2012. Firefly Algorithm for Solving Non Convex Economic Dispatch Problems with Valve Loading Effect. Applied Soft Computing, 12: 1180–1186. Zadeh. L.A., 1965. Fuzzy sets. Inf Control, 8(3):338–353. Zhou, C.H., Gao, L., Gao, H., and Chuanyong, P., 2006. Pattern classification and prediction of water quality by neural network with particle swarm optimization. Proceeding of the 6th world Congress on Control and utomation, Jun, Dalian, China, pp. 21-23. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 464 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 288 |