بررسی تاثیر پارامترهای مختلف آبشکن محافظ بر کاهش عمق آبشستگی با استفاده از روش گروهی مدل سازی داده ها (GMDH) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP)

آبشکن ها یکی از روش های متداول حفاظت کناره رودخانه ها در برابر فرسایش می باشند. از مسائل مهمی که عملکرد آبشکن ها را مختل می کند آبشستگی اطراف آن هاست. یکی از روش های کاهش آبشستگی آبشکن ها، استفاده از آبشکن محافظ است. در این مطالعه جهت بررسی و تخمین اثر پارامترهای مختلف آبشکن محافظ بر آبشستگی آبشکن های اصلی و یافتن روابط صریح بین متغیرها از روشهای دادهمحور نظیر روش گروهی مدل سازی داده ها (GMDH) و برنامه ریزی بیان ژن ((GEP که محاسبات را در شرایط غیردقیق انجام میدهند استفاده شده است. با بهره­گیری از نتایج مدل­های آزمایشگاهی، پارامترهای موثر شامل زاویه آبشکن محافظ (θ)، طول آبشکن محافظ (Lp)، طول آبشکن اصلی (Lf)، فاصله از آبشکن اصلی (X)، شدت جریان (U/Ucr) و عدد فرود ذره (Fd) مورد بررسی قرار گرفتند و از این پارامترها به عنوان متغیرهای ورودی در مدل های موردنظر استفاده گردیده است. نتایج بخش های آموزش و صحت سنجی حاکی از برتری مدل GMDH نسبت به مدل GEP می باشد. به طوری که مقادیرMAE  و RMSE در قسمت صحت­ سنجی در مدل GMDH نسبت به مدل GEP به ترتیب از مقادیر ۰۶۳/۰ و ۰۸۶/۰ به مقدار ۰۴۵/۰ و ۰۶۱/۰ کاهش و مقدار NS نیز از ۵۱/۰ در مدل GEP به مقدار ۷۵/۰ در مدل GMDH افزایش یافته است. در ادامه با استفاده از مدل های GMDH و GEP و با توجه به فیزیک حاکم بر مسئله روابطی به منظور تخمین میزان کاهش عمق آبشستگی آبشکن اول پیشنهاد گردیده است. همچنین آنالیز حساسیت نشان داد که تاثیرگذارترین پارامتر در کاهش عمق آبشستگی آبشکن اول توسط آبشکن محافظ، نسبت (Lp/Lf) می باشد.  

کلیدواژه ها:

Scouring ، Protective spur dike ، Sensitivity analysis ، Gene expression programming ، Group method of data handling ، آبشستگی ، آبشکن محافظ ، آنالیز حساسیت ، برنامه ریزی بیان ژن ، روش دسته بندی گروهی داده ها