بررسي روند تأثيرات پارامترهاي هيدروليكي و رسوبي بر ميزان انتقال بار بستر با استفاده از همبستگي‌هاي آماري و روش‌هاي يادگيري ماشين

در مهندسي هيدروليك و رودخانه، بارهاي جامد رسوبي نقش اساسي را در تعيين رفتار رودخانه و كنترل مورفولوژي دارند؛ به همين دليل ارزيابي و برآورد صحيح انتقال بار جامد رسوبي از ديرباز يكي از مسائل عمده و اصلي در علوم مرتبط با مهندسي رودخانه و محيط‌زيست مي باشد. هدف از اين تحقيق برآورد ميزان انتقال بار بستر در 19 رودخانه با بستر شني مي‌باشد. بدين منظور، ابتدا روند همبستگي آماري بين پارامتر انتقال رسوب (دبي بار بستر) و پارامترهاي هيدروليكي و رسوبي (دبي جريان، عمق جريان، سرعت متوسط جريان، قطر متوسط ذرات رسوب، عدد فرود و...) بررسي شده و دبي بار بستر به‌صورت تابع رگرسيوني تك‌متغيره برآورد مي‌شود. مطابق نتايج ارائه شده به يك همبستگي مطلوبي بين پارامتر انتقال رسوب و پارامترهاي هيدروليكي و رسوبي رسيده شد و نتايج نشان داد اين روابط رگرسيون ساده در اكثر رودخانه ها از دقت قابل قبولي برخوردار بوده است. ثانياً، عملكرد 10 رابطه تجربي در پيش بيني بار بستر مورد بررسي قرار گرفت. همه فرمول ها از نتايج خيلي ضعيفي برخوردار بوده اند؛ به همين دليل پارامتـرهاي مربوط به فرمول هايي كه نتايج نسبتاً بهتري نسبت به فرمول هاي ديگر داشته اند، انتخاب شده و به‌منظور افزايش دقت برآورد، بار ديگر با استفاده از دو روش يادگيري ماشين مبتني بر كرنل: ماشين بردار پشتيبان (SVM)، رگرسيون فرآيند گاوسي (GPR) مدل سازي انجام شد. نتايج حاصله نشان داد روش هاي ماشيني از دقت قابل قبولي در پيش بيني بار بستر برخوردار بوده‌اند و مدل مربوط به پارامترهاي فرمول بگنولد كه شامل پارامترهاي قدرت جريان، عمق جريان و قطر متوسط ذرات رسوب مي‌باشد، با دارا بودن ضريب همبستگي و شاخص نش ساتكليف به ترتيب برابر 0.923=R و 0.851 =NSEبرترين مدل حاصل از روش‌هاي ماشيني مي‌باشد.