توسعه مدل های تلفیقی بردار پشتیبان فراابتکاری و تجزیه محور در پیش بینی تبخیر از مخزن سد (مطالعه موردی: سد دز)

مقدمه و هدف پژوهش: تبخیر از دریاچه و مخازن سد ها و همچنین خاک، یکی از مهم ترین فرآیند ها در مهندسی هیدرولوژیکی محسوب می شود. پیش بینی دقیق تبخیر یکی از فرآیند های ضروری برای مدیریت صحیح و کارآمد مخازن، منابع آب، پایداری حوضه و فعالیت های کشاورزی می باشد. تبخیر بطور کلی تحت تاثیر فرآیند آب و هوایی غیرخطی، غیر ثابت و تصادفی است. چنین عواملی به وضوح مانع از راه اندازی مدل های پیش بینی دقیق می شود. تبخیر، فرآیندی طبیعی است که بر پایه تامین انرژی و تبادل هوا انجام می شود و طی این فرآیند مولکول ها و اتم ها انرژی لازم برای خارج شدن از فاز سیال و وارد شدن به فاز گاز را پیدا می کنند. از طرفی تغییرات اقلیمی می تواند بر پارامتر تبخیر تاثیرگذار باشند به همین منظور پیش بینی تبخیر از مخازن سدها اهمیت وافری در بحث مدیریت منابع آب دارد.

روش ها: در این تحقیق با استفاده از مدل های SVR-ABC، Wavelet-SVR ، SVM با استفاده از ۶ تابع موجک به پیش بینی تبخیر از مخزن سد دز در استان خوزستان، ایران پرداخته شده است. سری داده ها از سال ۱۳۹۶-۱۳۵۰ به مدت ۴۶ سال متعلق به ایستگاه هواشناسی سد دز در ایران می باشند. همچنین در این تحقیق از پارامترهای هواشناسی بارش، حداکثر درجه حرارت، حداقل درجه حرارت، میانگین درجه حرارت، حداکثر مطلق درجه حرارت و حداقل مطلق درجه حرارت استفاده شده است و بر اساس نتایج آنروپی شانون ۵ پارامتر Tmax، Tmin، Tave، Tamax، Taminبه عنوان تاثیرگذارترین پارامترها جهت سناریو بندی در ۵ گروه به ترتیب با ۱پارامتر، ۲ پارامتر، ۳ پارامتر، ۴ پارامتر و ۵ پارامتر تقسیم بندی می شوند که مجموعا ۲۸ سناریو مورد مطالعه قرار می گیرند.

یافته ها: نتایج مدلسازی ها بر اساس شاخص های ارزیابی RMSE ، MAE و WI نشان می دهد که عملکرد مدل فراابتکاری SVR-ABC با مقدار RMSE برابر ۲۱۹/۸۲ ،MAE برابر ۹۷۷/۵۳ و WI برابر ۸۱۵/۰ بهتر از مدل Wavelet-SVR با RMSE برابر ۶۳۷/۹۳، MAE برابر ۳۶۰/۶۹ و WI برابر ۷۶۲/۰ می باشد. همچنین بر اساس نمودار ویولنی مدل منفرد SVR با ورودی های تناوبی و غیر تناوبی تبخیر ماهانه را کمتر از مقادیر مشاهداتی برآورد نموده و در نتیجه میانگین داده ها در مقایسه با مقادیر مشاهداتی کاهش یافته است.

نتیجه گیری: همچنین نتایج ۶ تابع موجک استفاده شده در تحقیق نشان می دهد که مدل تجزیه محور Wavelet-SVR با تابع موجک haar با سطح تجزیه ۱ با شاخص های ارزیابی RMSE، MAE و WI به ترتیب ۶۳۷/۹۳ میلیمتر بر ماه، ۳۶۰/۶۹ میلیمتر در ماه و ۷۶۲/۰ مناسبترین نتیجه را در بین توابع موجک ۶ گانه نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

پیش بینی تبخیر ، سد دز ، مدل فراابتکاری ، تابع موجک ، مدل SVR