پیش بینی سطح آب زیرزمینی دشت تسوج-آذربایجان شرقی با کمک شبکه های عصبی مصنوعی

اصلی ترین منبع آب در مناطق خشک و نیمه خشک آب زیرزمینی می باشد. بنابراین مطالعه آن دارای اهمیت می باشد. هدف از این پژوهش، پیش بینی سطح آب زیرزمینی آبخوان دشت تسوج آذربایجان شرقی با کمک شبکه های عصبی مصنوعی در آینده بود. به این منظور از داده های ۱۱ ساله قابل دسترس منطقه (مهر ۱۳۸۱ تا شهریور ۱۳۹۲) استفاده شد. ابتدا مرزهای آبخوان دشت تسوج مشخص شد. سپس چاه های بهره برداری و مشاهده ای قرار گرفته در خارج از محدوده حذف شد. با روش مثلث بندی تیسن، پلی گون های چاه های مشاهده ای تعیین شده و میزان آب ورودی و خروجی از هر پلی گون از طریق بارش، تبخیر و چاه های بهره برداری محاسبه شد. در نهایت با تعریف ۴ معماری مختلف، بهترین شبکه منطبق بر داده های قابل دسترس جهت پیش بینی سطح آب زیرزمینی تعیین شد. در این پژوهش از توپولوژی پرسپترون چند لایه با الگوریتم پس انتشار خطا جهت شبیه سازی و پیش بینی سطح آب زیرزمینی استفاده شد. نتایج نشان داد که در نظر گرفتن دمای متوسط هوا به عنوان ورودی در شبکه، موجب اغتشاش آن شد. شبکه ای که در معماری آن یک تا پنج تاخیر زمانی برای داده های ورودی در نظر گرفته شده بود بهترین شبکه بود. بر اساس بهترین شبکه طراحی شده، در کلیه چاه های مشاهده ای مقدار بین مقادیر تخمینی با شبکه های عصبی مصنوعی و داده های واقعی بیش تر از ۹۰ درصد بود و RMSE کمتر از ۸۰ سانتی متر بود. در نهایت سطح آب زیرزمینی برای ۲۴ ماه آینده (مهر ۱۳۹۲ تا شهریور ۱۳۹۴) پیش بینی شد. پیش بینی ها نشان داد روند افت سطح آب زیرزمینی دشت در ۲۴ ماه آینده ادامه خواهد یافت به طوری که در انتهای این مدت افت آن ۳/۱ متر افزایش خواهد یافت.

کلیدواژه ها:

پرسپترون چند لایه ، پلی گون بندی تیسن ، پیش بینی سطح آب زیرزمینی ، شبکه های عصبی مصنوعی