مقاله

شبیه‎سازی آبدهی چشمه‎های کارستی با استفاده از شبکه‎ی عصبی مصنوعی (مطالعه‎ی موردی: ارتفاعات البرز مرکزی)

زهرا درواری، وحید غلامی، عیسی جوکار سرهنگی

چکیده

چشمه‎ها یکی از منابع آبی مهم در سطح کشور شمرده می شوند. در ارتفاعات البرز مرکزی چشمه‎های کارستی فراوانی گسترش دارند که شناخت وضعیّت هیدرولوژیکی آنها در بهره‎برداری و مدیریت آنها ضرورت دارد. هدف از این پژوهش، بررسی کارایی شبکه‎ی عصبی مصنوعی در شبیه‎سازی آبدهی چشمه‎های کارستی در استان مازندران است. بدین منظور، 80 چشمه کارستی مورد مطالعه قرار گرفت. تعداد 60 نمونه برای آموزش یا ارائه‎ی مدل و تعداد 20 نمونه برای تست یا اعتباریابی استفاده شد. مقادیر کمّی عوامل مؤثّر در آبدهی چشمه‎های کارستی، شامل؛ درصد تخلخل تشکیلات آبخوان، ارتفاع مکان، شیب زمین، بارش متوسّط سالانه و فاصله از منابع آب با به‎کارگیری داده‎ها و نقشه‎ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی(gis) برآورد شد. برای ارائه‎ی مدل مناسب برای آبدهی چشمه‎های کارستی از نرم‎افزار matlab شاخه‎ی neural network و از شبکه‎ی پرسپترون چند لایه استفاده شد. برای فرآیند شبیه‎سازی، 80 درصد داده‎ها برای آموزش و 20 درصد مابقی برای تست یا اعتباریابی استفاده شد. عملکرد شبکه‎ی عصبی با پارامتر‎هایی چون، جذر میانگین مربّع خطا (rmse) و ضریب همبستگی بین خروجی‎های حقیقی و دلخواه (r) سنجیده شد. نتایج پژوهش، نه‎تنها کارایی شبکه‎ی عصبی مصنوعی در شبیه‎سازی آبدهی چشمه‎ها را نشان داد؛ بلکه حاکی از آن است که عوامل فاصله از منابع آب، تخلخل تشکیلات آبخوان و ارتفاع مکان، عوامل اصلی در آبدهی چشمه‎های کارستی در ارتفاعات البرز مرکزی به‎شمار می‎آیند؛ بنابراین با استفاده از شبکه‎ی عصبی مصنوعی، می‎توان آبدهی چشمه‎های فاقد آمار را با دقّت قابل قبولی برآورد کرد.

اسناد مشابه