رویکردهای نوین در مهندسی عمران

رویکردهای نوین در مهندسی عمران

کاربرد روش‌های نرم و رگرسیونی در تخمین میزان رسوب ورودی به آبگیر جانبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استادیار مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اراک، ایران.
چکیده
فرایند آبگیری از رودخانه‌ها به‌وسیله سازه آبگیر همواره با انحراف رسوبات همراه است. انحراف رسوبات به‌صورت بار بستر به کانال آبگیر، تأسیسات انتقال آب پایین‌دست آبگیر و طرح آبرسانی را با مشکلاتی روبرو می‌نماید. استفاده از سازه‌های کنترل رسوب دیوارجداکننده در جلوی آبگیر و همزمان آبشکن در مقابل آبگیر باعث کاهش رسوب ورودی و افزایش راندمان آبگیری می‌شود. در تحقیق حاضر تأثیر دیوار جداکننده و سازه آبشکن در تخمین نسبت رسوب ورودی به آبگیر به صورت آزمایشگاهی و روش‌های داده‌کاوی و رگرسیون چندگانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. ابتدا با انجام آنالیز ابعادی، نسبت‌های بدون بعد استخراج و رابطۀ بین متغیرها و مقدار آنها در آزمایش‌ها مشخص گردید. با استفاده از نرم‌افزارهای آماری XLSTAT و SPSS از روش گام‌به‌گام و اینتر معادلاتی برای ارتباط بین متغیرهای مستقل و وابسته استخراج شد. بعداز به‌دست آوردن معادلات خطای نسبی هر معادله محاسبه شد. سپس بهترین معادله که R2 آن بالا و خطای نسبی آن پایین بود انتخاب و پیشنهاد شد. در مرحله بعد با روش‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN)، و GEP و GMDH مدل‌سازی انجام و بهترین روش در تخمین نسبت رسوب ورودی به آبگیر انتخاب شد. نتایج نشان داد که در تخمین نسبت رسوب ورودی به آبگیر بهتـرین عملکـرد مربوط به مدلANN با شـاخص‌هـای آمـاری,R2=0.99, MAD=0.004 RMSE=0.003 و MAPE=3.28 و در مرحله بعد مدل GEP است. همچنین روش‌های داده‌کاوی نسبت به روش رگرسونی دقت بالاتری دارند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1- زمانی، م.، ربیعی فر، ح. و رستمی، م. 1400 بررسی آزمایشگاهی و عددی تأثیر مکان آبشکن بر شرایط هیدرولیکی و رسوبی آبگیر جانبی. پژوهش­نامه مدیریت حوزه آبخیز. 12(24):287-297.
2-Atarzadeh, A,  Ayyoubzadeh, S.A., Ghodsian, M. and Salehi Neishabouri, A. (2014) experimental  study of the effect of sill, spur dike and submerged vanes on sediment control and bed topography at lateral intakes. Modares Civil Engineering Journal (M.C.E.J). Vol. 14, No. 2, Summer . 2014. Pp27-38.(in Persian)
3-Barkdoll, B. D., Ettema, R. and Odgaard, J. 1999. Sediment control at lateral diversion: limits and enhancements to vane use. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 125, No. 8. pp 862-870
4-Ghohari, S., Ayyoubzadeh, S.A., Ghodsian, M. and Salehi Neishabouri, A. (2009). The impact of spur dike and submerged vanes on sediment control at lateral intake.Journal of Water and Soil Conservation, 16(2): 35-59. (in Persian)
5-Nakato, T., Kennedy, J. F. and Bauerly, D. 1990; Pump – station intake – shoaling control with submerged vanes. Journal of Hyd. Eng.,  ASCE, Vol. 116 , No. 1 , PP. 119 - 128 .
6-Neary, V. S., Sotiropoulos, F. and Odgaard, A. J. 1999. Three-dimensional numerical model of lateral-intake inflows ". lateral-intake inflows ". Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 25, No. 2, pp 126-140. 
7-Odgaard, J. and Wang, Y. 1991. Sediment management with submerged vanes, ii: applications. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 117(3)284-302.
8-Ramamurthy, A. S., Junying, Q. and Diep, V. 2007. Numerical and experimental study of dividing open-channel flows. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 133, No.10, pp.1135-1144.
9-Sajedi Sabegh, M. and Habibi, M. 2003. Laboratory investigation of using submerged vane and dikes on efficiency of intakes. Proceeding of the 4th hydraulic conf. shiraz, shiraz University. Pp. 35-42 (in Persian)
10-Salemnia, A. and Shafaei Bajestan, M. (2011). Investigation on the effect of submerged vanes on the amount of sediment entranc of trapezoidal channel into the lateral intake by changing the discharge diversion ratio.10th  Iranian  hydraulic conference. Rasht, University of Guilan. (in Persian)