مقایسه الگوریتم ازدحام ذرات و ژنتیک در بهینه سازی ضرایب معادله منحنی سنجه رسوب در برآورد دبی رسوب معلق رودخانه سیستان؛ مطالعه موردی ایستگاه کهک

برآورد صحیح غلظت رسوبات در رودخانه ها برای برنامه ریزی و مدیریت پروژه های منابع آب بسیار مهم است. مدل های متفاوتی برای تعیین ارتباط بین مقدار دبی جریان و مقدار رسوب توسعه پیدا کرده اند. منحنی سنجه رسوب یکی از متداول ترین روش ها برای برآورد رسوب معلق رودخانه ها می باشد. برای تخمین هر چه بهتر میزان رسوب معلق بر اساس معادله منحنی سنجه می­توان ضرایب این معادله را بهینه نمود. یکی از روش­های بهینه­سازی ضرایب معادله منحنی سنجه رسوب استفاده از الگوریتم­های فراابتکاری می­باشد. هدف اصلی از این تحقیق استفاده از الگوریتم ژنتیک و ازدحام ذرات برای بهینه کردن ضرایب معادله منحنی سنجه رسوب برای ایستگاه کهک بر روی رودخانه سیستان و مقایسه نتایج بدست آمده از این مدل ها با منحنی سنجه رسوب می باشد. برای محاسبه دبی رسوب توسط مدل ها در ابتدا آمار و اطلاعات لازم از جمله آمار دبی آب و غلظت اندازه گیری شده رسوب ازسال ۱۳۶۰ تا سال ۱۳۹۱ در ایستگاه مورد مطالعه جمع آوری شده است. مدل های الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) در نرم افزار متلب کدنویسی شد. پس از اینکه مدل ها با ۷۰ درصد داده­ها مورد آموزش قرار گرفت، ۳۰ درصد داده­ها در هر دو ایستگاه مورد آزمون قرار گرفتند. معیار ارزیابی مدل ها ضریب تبیین (R۲)،  ضریب نش ستکلیف (CE) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) بوده است. نتایج بدست آمده  از مدل ها که در واقع کمینه کردن خطای حاصل از داده های محاسبه شده و مقادیر واقعی می باشد نشان دهنده این واقعیت است که مدل الگوریتم ژنتیک با مقدار ۳۳۴۸۴.۴۷  تن در روز در ایستگاه کهک دارای کمترین مقدار جذر میانگین مربعات خطا و پس از آن، الگوریتم ازدحام ذرات با مقدار ۳۴۷۵۴.۳۱ تن در روز و سپس منحنی سنجه رسوب با ۹۰,۳۵۷۲۳ دارای کمترین مقادیر می باشند.

Keywords:

الگوریتمهای فرا کاوشی , بهینهسازی , رسوبات معلق , رودخانه سیستان