ارزیابی اثرات خشکسالی بر میزان افت سطح آب زیرزمینی در حوضه زرینه رود با استفاده از مدلهای SWAT، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن

سال انتشار: 1393
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 883

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

IHC13_063

تاریخ نمایه سازی: 30 شهریور 1394

چکیده مقاله:

سطح آب زیرزمینی حوضه زرینهرود در طی سالهای اخیر بدلیل برداشت بی رویه برای مصارف کشاورزی و همچنین وقوع خشکسالی های متعدد با افت شدید روبرو شده است. ارزیابی تاثیر وقایع خشکسالی با مدت و شدتهای مختلف بر میزان افت سطح آب زیرزمینی در این حوضه که در آن مدیریتهای مختلف کشاورزی و منابع آبی (وجود الگوی کشت مختلف، سد زرینه رود، آبیاری محصولات با عمق و دور متفاوت) صورت می گیرد، در ضمن پیچیده بودن،میتواند کمک شایانی در مدیریت منابع آب این حوضه داشته باشد. در این راستا استفاده از مدلهایی که بتواند مدیریتهای فوق را شبیه سازی کند گزینه مناسبی هستند که مدل SWAT از جمله آنها می باشد. بدین منظور حوضه ابتدا به 11 زیرحوضه و 908 واحد هیدرولوژیکی تقسیم شد تا بتوان الگوی کشت منطقه و نحوه تأمین آب آن در نزدیکترین شکل به حالت واقعی به مدل معرفی گردد. بعلت تاثیرپذیری زیاد آبهای سطحی و زیرزمینی از یکدیگر در ابتدا رواناب خروجی از حوضه با استفاده از 6 ایستگاه آبسنجی مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت که مقادیر R² به ترتیب بین 0/49 تا 0/71 و 0/54 تا 0/77 به همراه داشت. شبیه سازی افت آب زیرزمینی در مدل SWAT با استفاده از داده های مشاهداتی افت سطح آب زیرزمینی در طی سالهای 1372 الی 1382 برای دشت میاندوآب مورد واسنجی قرار گرفت که نتایج مقدار ضرایب R² و NS بترتیب برابر با 0/95 و 0/89 را نشان داد. بعد از برآورد متوسط بارندگی کل حوضه با استفاده از روش تیسن، سری زمانی شاخص های خشکسالی هواشناسی SPI و MCZI در مقیاسهای زمانی 24،18،12 و 48 ماهه برای ارزیابی وضعیت خشکسالی هواشناسی حوضه محاسبه شد. جهت ارزیابی اثرات خشکسالی بر افت سطح ایستابی با توجه به هر کدام از شاخص های فوق از مدلهای شبکه عصبی مصنوعی ( ANN ) از نوع پرسپترون چند لایه ( NLP) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP ) استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که درارزیابی اثرات خشکسالی بر میزان افت سطح ایستابی در حوضه زرینه رود مدل ANN برای هر دو شاخص SPI و MCZI در مقیاس های زمانی مختلف نسبت به مدل GEP عملکرد بهتری دارد. همچنین مطابق با نتایج تحقیق حاضر، شاخص های SPI و 24MCZI ماهه ضمن دارا بودن مقادیر R² بالا برای هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی در هر دو مدل ( تقریبا بیشتر از 0/9 در مدل ANN و بیشتر از 0/74 در مدل GEP)، بعد از شاخص های SPI و 12MCZI ماهه کمترین مقدار RMSE را دارا میباشند (کمتر از 0/32 در مدل ANN و کمتر از 0/36 در مدل GEP). بدین ترتیب شاخص های SPI و 24MCZI ماهه می توانند بهترین شاخص از بین شاخص های خشکسالی ارائه شده در این تحقیق جهت ارزیابی اثرات خشکسالی با شدتهای مختلف بر افت سطح آب زیرزمینی بحساب آیند.

کلیدواژه ها:

خشکسالی ، افت سطح آب زیرزمینی ، حوضه زرینه رود ، شبکه عصبی مصنوعی ، برنامه ریزی بیان ژن ، SWAT

نویسندگان

حجت احمدزاده

دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب دانشگاه تبریز

محمد عیسی زاده

دانشجوی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تبریز

سعید مرید

استاد و استادیار گروه مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس

مجید دلاور

استاد و استادیار گروه مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :