کاربرد الگوریتم رقابت استعماری در تخمین مقادیر بار معلق رسوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

      پدیده فرسایش و انتقال رسوب از پیچیده­ترین مسائل هیدرودینامیکی است که تعیین دقیق معادلات حاکم بر آن به­دلیل تأثیر پارامترهای مختلف، به آسانی میسر نیست. حوضه­های جنوب­شرقی دریاچه ارومیه به علت برخورداری از شرایط هیدرولوژیکی خاص، از میزان بالای تولید رسوب برخوردار می­باشند. هدف از انجام این تحقیق به­کارگیری و مقایسه الگوریتم‌های رقابت استعماری و  ژنتیک در تخمین بار معلق رسوبی روزانه رودخانه زرینه­رود می­باشد. به این منظور داده­های دبی روزانه و  بار معلق رسوبی ایستگاه رسوبی واقع در رودخانه زرینه­رود برای سال­های 1386 و 1392 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از دو روش پیشنهادی با مقادیر واقعی رسوب مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم‌های رقابت استعماری و ژنتیک مقدار مجذور مربعات خطا (RMSE)، به ترتیب (mg/L) 237 و (mg/L) 229  می‌باشد. هم­چنین مقادیر ضریب تبیین (R2)، در مرحله صحت­سنجی نیز برای الگوریتم رقابت استعماری و ژنتیک به ترتیب 889/0و 835/0 بوده است. نتایج حاصل از این تحقیق، انعطاف­پذیری، توانایی و دقت بالای الگوریتم رقابت استعماری  را در مقایسه با نتایج روش الگوریتم ژنتیک به اثبات می­رساند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

An Application of Imperialist Competitive Algorithm in Estimating Sediment Suspended Load

نویسندگان [English]

  • somayeh Emami 1
  • Yahya Choopan 2
1 Water engineering department of tabriz university
2 Ph.D. Candidate of Water Engineering of Agricultural Sciences and Natural Resources of Gorgan University
چکیده [English]

Erosion phenomenon and sediment transition is one the most complex hydrodynamics problems, so simply it is not possible the exact determination of its governing equations. Southeast basins of Urmia lake consist of high sediment production, because of haring special hydrologic conditions. The purpose of this research is to use and compare of imperialist competitive and genetic algorithms in estimating of daily sediment suspended load in Zarrineh rood river. For this aim, the daily discharge data and sediment suspended load of the sedimentary station in Zarrineh rood river wase used for 2007 and 2013 years. The results of two purposed methods were compared with actual sediment values. The results of validity of the simulation with ICA model show that RMSE in testing sample for ICA and GA algorithms are 237 and 229, respectively. Also, R2 of validity for ICA and GA has been 0.889 and 0.835, respectively. The results of this study indicate flexibility, ability and high accuracy of the ICA compared with genetic algorithm (GA) is good.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Imperialist Competitive Algorithm
  • Sediment
  • Suspended Load
  • Zarrineh Rood River

مراجع

امامی، س.، همتی، م.، ارونقی، ه.، 1396. ارزیابی کارایی الگوریتم رقابت استعماری و ژنتیک در تخمین پارامترهای کیفی آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت بستان­آباد). هیدروژئولوژی، دوره 2، شماره 2، 53-44.
خورشید دوست، ع. م.، فیض­الله­پور، م.، صدرافشاری، س.، 1394. ارزیابیقابلیتمدلسیستماستنتاجیفازیعصبی (ANFIS) در تخمین مقادیر بار معلق رسوبیومقایسهآنبادونوعازمدل­هایشبکه­یعصبیمصنوعی. جغرافیاوتوسعه، شماره 41، 200-185.
دهقانی،ا. ا.، زنگانه، م. ا.،مساعدی، ا.، کوهستانی، ن.، 1388. مقایسهتخمینبار معلقبهدوروشمنحنیسنجهرسوبوشبکهعصبی مصنوعی.علومکشاورزیومنابعطبیعی،شماره 16، 51-36.
دهقانی، ا. ا.، محمدی، م.، هزارجریبی، ا.، 1389. تخمینرسوبمعلقرودخانهبهشت­آبادبااستفادهازشبکهعصبیمصنوعی.پژوهش­های  حفاظتآبوخاک، شماره 17، 168-159.
رستگار، ح. و حبیبی، م.، 1390. ارزیابیپنجروشبرآوردرسوبدررودخانهجگین دراستانهرمزگان. مهندسیومدیریتآبخیز،  شماره 3، جلد 3.
عبدی، ر.، یاسی، م.،سکوتیاسکوئی، ر. ومحمدی، ا.  1393. ارزیابینیاززیستمحیطیرودخانهزرینه­رودباروش­هایهیدرولوژیکی. نشریهعلمی-پژوهشیمهندسیومدیریتآبخیز، شماره 6، جلد 3، 223-211. 
فغفوری، ز.، آرمان، ن.، فرجی، م.، خرسندی، ز.، 1396. تعیینعواملمؤثربررسوب­دهیبااستفادهازروش­هایآماری(مطالعهموردی: حوضه سیدآباد). مهندسیومدیریتآبخیز، جلد 9، شماره 2، 204-190.
قربانی، م. ع. و دهقانی، ر.، 1396. مقایسهروش­هایشبکهعصبیبیزینوشبکهعصبیمصنوعیدرتخمینرسوبات معلقرودخانه­ها )مطالعهموردی:سیمینهرود(. علوموتکنولوژیمحیطزیست، جلد19، شماره2.
محمدرضاپور، ا. ب.، حقیقت­جو، پ.، زینلی، م. ج.، 1394. مقایسهالگوریتمازدحامذراتوژنتیکدربهینه‌سازیضرایبمعادلهمنحنی سنجهرسوبدربرآورددبیرسوبمعلقرودخانهسیستان؛مطالعهموردی ایستگاهکهک. فصلنامهعلمیپژوهشیمهندسیآبیاریوآب، جلد 22، شماره 6،  89-76.
یوسفی، ح.، نوراللهی، ی. و صادقی، س. 1395. مدل‌سازی‌ حساسیت به زمین لغزش با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و روش فازی در حوضه آبخیز طالقان. هیدروژئولوژی، دوره 1، شماره 2، 82-66.
میر هاشمی، س. ح.، حقیقت­جو، پ.، میرزایی­اصل شیرکوهی، ف.، پناهی، م.، 1395. ارزیابی الگوریتم­های داده­کاوی در بررسی و پیش­بینی وضعیت آبخوان دشت قزوین. هیدروژئولوژی، دوره 2، شماره 2، 66-54.
Ebrahimi, H., Jabbari, E., Ghasemi, M. 2013. Application of Honey-Bees Mating Optimization on Estimation of Suspended Sediment Concentration. World Applied Sciences Journal. 22 (11): 1630-1638.
Atashpaz-Gargari, E., Lucas, C. 2007. Imperialist Competitive Algorithm: An algorithm for optimization inspired by imperialistic competition. IEEE Congress on Evolutionary Computation. 4661–4667.
Dalir, P., Cash, R., Gholami, V. 2015. The most important factors related Nvlyd forest roads in the forests of Northern Iran deposition. Journal of Environmental Degradation. 2: 13-23.
Goldberg, D. E. 1989. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. Addison-Wesley, Reading, Mass.
Kisi, O., 2005. Suspended sediment estimation using neuro-fuzzy and neural network approaches. Hydrological sciences journal. 50(4): 683-696.
Seutloali, K. E., Beckedahl, H. R., 2015. Understanding the factors influencing rill erosion on roadcuts in the south eastern region of South Africa. World Applied Sciences Journal. 21: 1311-1326.
هیدروژئولوژی
دوره 4، شماره 1
ناشر
شهریور 1398
صفحه 70-79

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار