مدل سازی پاسخ سیستم آب زیرزمینی به تغییرات مصرف و رواناب سطحی

بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب هر منطقه از اهمیت فراوانی برخوردار است. در تحقیق حاضر از عکس العمل سیستم آب زیرزمینی نسبت به مصارف و دبی جریان سطحی به عنوان ورودی های مدل های رگرسیون غیرخطی و برنامه ریزی بیان ژن جهت برآورد سطح آب زیرزمینی استفاده شد. بدین منظور از داده های ماهانه مصارف، دبی جریان سطحی و سطح آب زیرزمینی در طول دوره آماری ۱۳۸۱ تا ۱۳۹۰ در دشت بم نرماشیر (استان کرمان) استفاده گردید. با تحلیل همبستگی متقاطع مشخص شد که دبی جریان سطحی با تاخیر ۴ ماهه و مصارف به صورت هم زمان بیشترین تاثیر را بر سطح آب زیرزمینی داشتند. سپس رابطه کلی بین این سه متغیر از طریق دو معادله مدل برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و رگرسیون غیرخطی به دست آمد. برای برآورد مقادیر سطح آب زیرزمینی در آینده، نخست مصارف و دبی جریان سطحی به ترتیب با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی و توماس – فیرینگ پیش بینی شدند، سپس با قرار دادن در معادلات پیشنهادی، مقادیر سطح آب زیرزمینی پیش بینی گردید. نتایج نشان داد در حالت استفاده از داد های مشاهداتی با اختلاف اندک (RMSE و MAE به ترتیب ۷۹۳/۰ و ۶۳۶/۰ متر) ، مدل GEP بهتر از مدل رگرسیونی عمل کرده اما در حالت استفاده از داده های پیش بینی شده توسط توماس فیرینگ و شبکه عصبی مدل رگرسیونی با داشتن RMSE و MAE به ترتیب ۴۳۷/۱ و ۱۱۸/۱ متر برآوردی دقیق تر از سطح آب زیرزمینی در دشت مورد مطالعه داشته است.

Keywords:

برنامه ریزی بیان ژن , رگرسیون غیرخطی , روش توماس فیرینگ , سطح آب زیرزمینی , شبکه عصبی مصنوعی