ارزیابی مدل های رگرسیونی و عصبی- فازی در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک

مطالعه خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در بررسی های زیست محیطی ضروری می باشد. با وجود پژوهش های بی شمار که پیرامون اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این رو شها هم چنان پر هزینه، زمان بر و تخصصی هستند . از این رو برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش هایی سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول مانند توابع انتقالی خاک توسعه یافته است. هدف اصلی این تحقیق، مقایسه و ارزیابی 11 تابع انتقالی رگرسیونی و سامانه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی به منظور برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی خاک در 40 نقطه از شهرستان ارومیه صورت گرفت . در هر موقعیت انتخابی، چاهکی تا عمق 30 سانتی متر حفر گشت. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با روش پرمامتر گلف در محل هر چاهک اندازه گیری شد. خاک حاصل از حفر هر چاهک نیز برای تعیین ویژگی های زود یافت خاک در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که در بین مدل های رگرسیونی موجود، مدل آیمرون و همکاران با کمترین مقدار خطا برای پارامترهای RMSE و MAE 0/174 و 0/028 متر در روز بهترین برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع را در اراضی مورد مطالعه داشت. نتایج این تحقیق بر اهمیت کاربرد تخلخل موثر به عنوان یک پارامتر زودیافت مهم به منظور افزایش دقت توابع انتقالی رگرسیونی تاکید دارد. در شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی از میان 561 مدل با لایه های ورودی مختلف، پارامتر های درصد شن سیلت، چگالی مخصوص ظاهری و چگالی مخصوص حقیقی به عنوان ورودی انتخاب شدند. در مدل عصبی- فازی ارایه شده در این تحقیق، مقادیر R2 و RMSE در مرحله آموزش برابر با 1 و 1/2×10(-7) , و در مرحله آزمون برابر با 0/98 و 0/0006 به دست آمد. مقایسه نتایج توابع رگرسیونی و مدل های عصبی- فازی بیانگر برتری سامانه عصبی- فازی نسبت به تابع رگرسیونی است. همچنین سیستم استنتاج عصبی- فازی قادر است در بافت های خاک مختلف قدرت برآورد خود را با دقت بالا حفظ نماید.

Keywords:

هدایت هیدرولیکی اشباع , خصوصیات فیزیکی خاک , سامانه عصبی- فازی