شبیه سازی آبدهی چشمه های کارستی با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی (مطالعه ی موردی: ارتفاعات البرز مرکزی)(مقاله علمی وزارت علوم)
حوزه های تخصصی:
چشمه ها یکی از منابع آبی مهم در سطح کشور شمرده می شوند. در ارتفاعات البرز مرکزی چشمه های کارستی فراوانی گسترش دارند که شناخت وضعیّت هیدرولوژیکی آنها در بهره برداری و مدیریت آنها ضرورت دارد. هدف از این پژوهش، بررسی کارایی شبکه ی عصبی مصنوعی در شبیه سازی آبدهی چشمه های کارستی در استان مازندران است. بدین منظور، 80 چشمه کارستی مورد مطالعه قرار گرفت. تعداد 60 نمونه برای آموزش یا ارائه ی مدل و تعداد 20 نمونه برای تست یا اعتباریابی استفاده شد. مقادیر کمّی عوامل مؤثّر در آبدهی چشمه های کارستی، شامل؛ درصد تخلخل تشکیلات آبخوان، ارتفاع مکان، شیب زمین، بارش متوسّط سالانه و فاصله از منابع آب با به کارگیری داده ها و نقشه ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) برآورد شد. برای ارائه ی مدل مناسب برای آبدهی چشمه های کارستی از نرم افزار MATLAB شاخه ی Neural Network و از شبکه ی پرسپترون چند لایه استفاده شد. برای فرآیند شبیه سازی، 80 درصد داده ها برای آموزش و 20 درصد مابقی برای تست یا اعتباریابی استفاده شد. عملکرد شبکه ی عصبی با پارامتر هایی چون، جذر میانگین مربّع خطا (RMSE) و ضریب همبستگی بین خروجی های حقیقی و دلخواه (R) سنجیده شد. نتایج پژوهش، نه تنها کارایی شبکه ی عصبی مصنوعی در شبیه سازی آبدهی چشمه ها را نشان داد؛ بلکه حاکی از آن است که عوامل فاصله از منابع آب، تخلخل تشکیلات آبخوان و ارتفاع مکان، عوامل اصلی در آبدهی چشمه های کارستی در ارتفاعات البرز مرکزی به شمار می آیند؛ بنابراین با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی، می توان آبدهی چشمه های فاقد آمار را با دقّت قابل قبولی برآورد کرد.