Abstract:
اخیرا استفاده از مدل های ریاضی برای شبیه سازی کیفیت آب رودخانه ها توسعه زیادی یافته که به دلیل پیچیدگی و تعدد فرایندهای کیفی منابع آب سطحی و وجود ضرایب و ثابت های شیمیایی و بیولوژیکی متعدد، استفاده از سیستم استنباط فازی-عصبی تطبیقی، روشی نو جهت پیش بینی کیفی رودخانه هاست. در این مقاله ضمن بیان مبانی این سیستم به منظور پیش بینی کیفی آبهای سطحی، کاربرد آن با مجموعه ای از داده های 16 ساله از اکسیژن محلول(DO) و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی(BOD) از رودخانه زاینده رود نشان داده شده است. فرایند توسعه و ارزیابی سه نوع مدل سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی در پیش بینی (BOD)براساس مجموعه عوامل موثر در یک و دو ایستگاه قبل نشان داد که دبی، درجه حرارت و مقدار اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی در یک و دو ایستگاه قبل با مقدار ضریب تبیین 953/0 در مرحله واسنجی و 931/0 در مرحله اعتبارسنجی مناسب ترین مدل و برای پیش بینی اکسیژن محلول عوامل سرعت، عمق، درجه حرارت، عرض در سطح آب و اکسیژن محلول در یک ایستگاه قبل با مقدار ضریب تبیین 921/0 در مرحله واسنجی و 904/0 در مرحله اعتبارسنجی، مناسب ترین مدل است. در نهایت مقادیر پیش بینی شده بهنگام توسط مدل ها با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شد و نشان داده شد که سیستم استنباط فازی عصبی-تطبیقی عملکرد مناسبی دارد. استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی می تواند به عنوان رهیافت کاربردی جدیدی در پیش بینی وضعیت کیفی رودخانه هایی که داده های کافی برای مراحل آموزش، واسنجی و اعتبارسنجی دارند، مطرح باشد. هرچند ساخت مدل های پیش بینی کیفی رودخانه ها با این سیستم نیاز به متخصص خبره و حجم داده پردازی زیاد دارد، ولی دقت پیش بینی آنها بسیار مناسب است.
Machine summary:
"محیطشناسی،سال سیوششم،شماره 53 بهار 89،صفحه 1-10 پیشبینی کیفی رودخانهها بااستفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی حمید رضا صفوی دانشیار دانشکده مهندسی عمران،دانشگاه صنعتی اصفهان تاریخ دریافت:87/9/13 تاریخ پذیرش:88/8/20 چکیده {IBاخیرا استفاده از مدلهای ریاضی برای شبیهسازی کیفیت آب رودخانهها توسعه زیادی یافته که بهدلیل پیچیدگی و تعدد فرایندهای کیفیمنابع آب سطحی و وجود ضرایب و ثابتهای شیمیایی و بیولوژیکی متعدد،استفاده از سیستم استنباط فازی-عصبی تطبیقی،روشی نو جهتپیشبینی کیفی رودخانههاست.
دراین مقاله ضمن بیان مبانی این سیستم بهمنظور پیشبینی کیفی آبهای سطحی،کاربرد آن با مجموعهای ازدادههای 16 ساله از اکسیژن محلول )OD( و اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی )DOB( از رودخانه زایندهرود نشان داده شده است.
&%05302HOMG053G% (به تصویر صفحه مراجعه شود)شکل شماره(2):موقعیت حوضه آبریز زایندهرود و رودخانه زایندهرود در آن برای بررسی وضعیت کیفی آب رودخانه زایندهرود وشبیهسازی و مدلسازی آن تاکنون تحقیقات زیادی صورتگرفته است که بیشتر براساس دادههای جمعآوریشده از 22ایستگاه نمونهبرداری اداره حفاظت محیطزیست استان اصفهاناست.
جدول شماره(1):مشخصههای آماری DOB و OD اندازهگیریشده در ایستگاه پل زیار رودخانه زایندهرود (به تصویر صفحه مراجعه شود)برای هر مشخصه با اجرای 112 سیستم استنتاج فازی-عصبیتطبیقی با افرازبندی بهروش شبکهبندی،نشان داده شد که برایپیشبینی میزان اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی در ایستگاه پل زیار،مدلهاییکه بردار دادههای ورودی آنها شامل دبی رودخانه در محلایستگاه و یک و دو ایستگاه قبل،درجه حرارت و DOB در یک و دوایستگاه قبل هستند دارای بهترین نتایج در مرحله اعتبارسنجی است.
دراین تحقیق ضمن بیان مبانی کاربردسیستمهای استنتاج فازی-عصبی تطبیقی در پیشبینی کیفی منابعآب سطحی برای رودخانههاییکه دادههای کافی برای سهمرحلهآموزش،واسنجی و اعتبارسنجی را دارند،دقت این مدلها بررسی ومشخص شد که چنانچه مفهوم فرایندها و مشخصههای مؤثر ورودیبخوبی تشخیص داده شوند،هرچند مجموعه فرایندها بهصورتتحلیلی پیچیده و غیرخطی هستند و بهصورت کلی نیاز بهتخمینبسیاری از ثوابت و ضرایب دارند،نتایج قابلقبولی را میتوان بهدستآورد."