پیش بینی سطح آب زیرزمینی دشت شاهرود با استفاده از مدل های استوکستیک و شبکه عصبی مصنوعی

در سیستم برنامه ریزی منابع آب، مدیریت و پیش بینی سطح آب زیرزمینی بسیار مهم می باشد. تکنیک ها و روش های متعددی پیش روی برنامه ریزان است که برای مثال می توان به روش های استوکستیکی، شبکه فازی، روش شبکه عصبی مصنوعی و سایر روش ها اشاره نمود. روش های استوکستیکی که اساس آن ها بر تشکیل سری هیا زمانی استوار است، یکی از این روش ها است. همچنین شبکه عصبی مصنوعی که یک شبکه محاسباتی قابل انعطاف و تقریب ساز فراگیر می باشد، که می تواند برای مسائل پیش بینی با دقت کافی مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین در تحقیق حاضر، مدل شبکه عصبی مصنوعی و روش استوکستیک برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی دشت شاهرود در ایران مورد استفاده قرار گرفت. جهت پیش بینی سطح آب با استفاده از روش استوکستیک، از آمار ماهانه و سالانه (۱۷ سال آبی ۷۳-۱۳۷۲ تا ۸۹-۱۳۸۸) سطح ایستایی دشت شاهرود استفاده گردید و برای شبکه های عصبی مصنوعی از داده های هواشناسی مانند دما، بارندگی، رطوبت و تبخیر، داده های آب های سطحی مانند دبی ورودی و خروجی به دشت شاهرود (دبی ورودی مجن آبشار، دبی ورودی تاش فرخزاد و دبی خروجی قلعه نو) استفاده گردید. از میان مدل های استوکستیک برازش داده شده مانند مدل های اتورگرسیو، اتورگرسیو میانگین متحرک و اتورگرسیو میانگین متحرک هم زمان به داده ها و با توجه به معیار آکائیک و شوارز نتایج استفاده از مدل های استوکستیک نشان می دهد که مدل (۱،۲) ARMA دارای بهترین نتیجه می باشد. همچنین استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی نشان می دهد، این مدل با تابع محرک سکانت هیپریولیک با یک لایه مبانی دارای بهترین نیجه می باشد. مقایسه بین نتایج این دو مدل نشان می دهد علارقم اینکه هر دو آنها توانسته اند، سطح آب زیرزمینی را خوب پیش بینی کنند، اما در مجموع مقایسه نتایج ضریب همبستگی و مقدار خطای در دو مرحله آموزش و صحت سنجی نشان می دهد که مدل شبکه عصبی مصنوعی مدل برتر می باشد.

کلیدواژه ها:

مدل شبکه عصبی مصنوعی ، مدل های استوکستیک ، سطح آب زیرزمینی ، دشت شاهرود