مقایسه عملکرد الگوریتم‌های فراابتکاری با منحنی سنجه رسوب (مطالعه موردی: رودخانه ی زرینه رود)

با توجه به این‌که رژیم جریان و به‌تبع آن رژیم رسوب در حوزه‌های آبخیز ثابت نیست، پیش‌بینی دبی رسوب کمک شایانی در برآورد و مدیریت رسوب ورودی به سازه‌های آبی می‌نماید. اندازه‌گیری میزان رسوب به شیوه‌ی معمول در دنیای امروز توجیه‌پذیر نبوده و ممکن است خطای انسانی را نیز به همراه داشته باشد. از این‌رو، در این پژوهش، از سه الگوریتم فراابتکاری بهینه‌سازی شامل الگوریتم رقابت استعماری (ICA)، الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) و الگوریتم انتخابات (EA) برای برآورد بار رسوبی معلق رودخانه‌‌‌ی زرینه‌رود استفاده شده است. برای محاسبه دبی رسوب توسط مدل‌ها در ابتدا آمار و اطلاعات لازم در دوره‌ی آماری 94-1372 در ایستگاه مورد مطالعه جمع-آوری شده است. پس از پردازش داده‌ها، تعداد 210 داده متناظر دبی و رسوب انتخاب شد. داده‌های دبی- رسوب متناظر ایستگاه مورد مطالعه به‌صورت تصادفی به دو بخش 70 درصد برای واسنجی و 30 درصد برای آزمون تفکیک شدند. برای ارزیابی عملکرد روش‌های پیشنهادی، از چهار آماره شامل ضریب تبیین (R2)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، معیار نش- ساتکلیف (NSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) استفاده شده است. نتایج به‌دست آمده نشان داد که الگوریتم GWO با کسب مقادیر RMSE=228.86, R2=0.96 تن در روز، NSE=0.74 وMAE=67.32 تن در روز، در مقایسه با سایر الگوریتم‌های به‌کار گرفته شده، از کارایی بالاتری برخوردار است که این امر می‌تواند به برنامه‌ریزی صحیح و جامع برای طراحی و ساخت سازه‌های آبی منجر شود.

Keywords:

الگوریتم‌های فراکاوشی , انتقال رسوب , حوزه آبخیز , دبی رسوب