مقايسۀ مدل هيبريدي PSO-ANFIS و مدل تجربي تورك در تخمين تبخير و تعرق مرجع (مطالعۀ موردي: پلدختر- لرستان)

Comparison of Hybrid Model (ANFIS-PSO) and Tork Experimental Model in Reference Estimation of Evapotranspiration (Case study: Poldokhtar-Lorestan)

تبخير و تعرق در حوضۀ آبخيز يكي از اجزاي اصلي چرخۀ آب و تخمين نياز آبياري است. هدف از پژوهش حاضر، تخمين تبخير و تعرق مرجع (ETo) روزانه با استفاده از سيستم استنتاج تطبيقي عصبي- فازي (ANFIS) و مقايسۀ آن با مدل تجربي تورك است. داده هاي ورودي مدل تورك كه شامل ساعت آفتابي، دماي هوا، رطوبت نسبي و سرعت باد مربوط به ايستگاه هواشناسي پلدختر مي‌شود، از ادارۀ كل هواشناسي استان لرستان دريافت شده و تبخير و تعرق با استفاده از اين روش به دست آمده است. داده هاي ورودي مدل (ANFIS) كه شامل دماي ميانگين، رطوبت ميانگين وگرماي نهان تبخير مي‌شود، با استفاده از روابط به دست آمد و به مدل داده شد. نتايج به‌دست‌آمده از هر روش به طور جداگانه با تبخير محاسبه‌شده در محل ايستگاه با استفاده از تشتك تبخير مقايسه شد. در مطالعۀ حاضر عملكرد سيستم عصبي- فازي ((ANFIS بر مبناي الگوريتم بهينه‌سازي (PSO) در دستور كار قرار گرفت و نتايج به‌دست‌آمده رضايت‌بخش بود. كارايي رو‌ش‌هاي مقايسه‌شده با استفاده از آماره‌‌هاي ريشۀ ميانگين مجذور خطا RMSE، ميانگين مربعات خطا MSE و ضريب تعيين R2 ‌ارزيابي شد. روش ANFIS-PSO فقط با سه پارامتر دماي ميانگين، رطوبت ميانگين و گرماي نهان تبخير قادر به پيش بيني تبخير و تعرق مرجع روزانه است و نسبت به مدل تجربي تورك دقت بيشتري دارد، به طوري كه مقدار R2، RMSE، MSE به‌ترتيب براي مدل ANFIS 90/0، 65/2، 13/7 و براي مدل تجربي تورك به‌ترتيب 63/0، 26/6، 24/39 است.

Background and Objective: Knowledge of the process of change and the prediction of water quality parameters of the rivers provide the quantitative information needed to calculate the tolerable pollution load in the natural environment of the river, as well as a fuller understanding of the biological processes an environment. The main objective of this paper is to use the QUAL2Kw qualitative simulator model to model water quality in the Dyvandareh River and reduce river pollution by more adapting the amount of inputs of pollutants in different areas of the river with its ability to self-pollute. Methods: In this study, the process of changing the important parameters of the water quality of the Diwandreh River, such as dissolved oxygen (D0), biological oxygenation (CBOD), chemical oxygen demand (COD), acidity (pH), electrical conductivity (EC) and temperature, and Calculating the percentage of self-pollination of the river from the beginning of the branch before the connection of the tallar river to the decaying parameters of BOD and COD, and to predict their changes, the QUAL2Kw qualitative simulation model has been used. In order to calibrate the model, data from December 2008 were used. Due to the ability of the model for automatic calibration in this study, calibration was done both manually and effortlessly. In order to evaluate and validate the model results, AME and root mean square error (RMSE) were used.