تخمین تبخیر از تشت با استفاده از سیستم استنتاج فازی و برمبنای خوشه بندی c-mean

فرآیند تبخیر یکی از مولفه های اصلی چرخه آب در طبیعت است که نقش اساسی در مطالعات کشاورزی، هیدرولوژیکی و هواشناسی، بهره برداری مخازن، طراحی سیستم های آبیاری و زهکشی، زمان بندی آبیاری و مدیریت منابع آب ایفا می کند. این پدیده تحت تأثیر پارامترهایی چون تابش خورشید، دما، رطوبت، سرعت باد و غیره بوده که پارامترهای اخیر نیز بر یکدیگر تأثیر متقابل می گذارند. از اینرو تبخیر از یک سیستم پیچیده و غیرخطی تبعیت می کند که تخمین دقیق آن بسیار دشوار است. در این بین استفاده از مدل های ریاضی از قبیل سیستم استنتاج فازی با درک رفتارهای غیرخطی سیستم برای حل این مشکل مناسب است. در این تحقیق مدل سازی پیش بینی تبخیر از تشت به کمک سیستم استنتاج فازی تاکاجی-سوگنو و بر مبنای خوشه بندی به روش c-mean در 3 ایستگاه اهواز، آبادان و ایذه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور ترکیب های مختلف پارامترهای هواشناسی از قبیل دما، سرعت باد، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی به عنوان اطلاعات ورودی مورد بررسی قرار گرفت. پس از خوشه بندی فازی برای سناریوهای مختلف و به دست آوردن ماتریس عضویت فازی و مراکز خوشه ها، خوشه بندی انجام شده با استفاده از الگوریتم های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین تعداد خوشه در هر سناریو انتخاب شد. در این تحقیق در هر سه ایستگاه، مجموعه داده ها در اکثر سناریوها به 2 و 3 خوشه تقسیم بندی شدند. پس از خوشه بندی فازی و انتخاب بهترین تعداد خوشه، مدل سازی بر اساس نتایج حاصل از مرحله خوشه بندی فازی (ماتریس عضویت و مراکز خوشه های فازی) انجام شده است. به منظور ارزیابی کارایی هریک از مدل ها و انتخاب بهترین آنها از آماره های مربع ضریب همبستگی، میانگین مربعات خطا و میانگین درصد خطای نسبی در سه بخش 25 درصد کران بالا، 25 درصد کران پایین و 50 درصد میانه داده ها استفاده شده است. به طور کلی نتایج نشان داد که در هر 3 ایستگاه با افزایش تعداد پارامترهای ورودی نتایج بهتری در مدل سازی ایجاد می شود که بیانگر اهمیت و تأثیر پارامترهای ورودی در مدل سازی است. در نهایت به نظر می رسد در ایستگاه های مورد بررسی مدل فازی با استفاده از خوشه بندی توانایی بسیار خوبی در تخمین تبخیر از خود نشان می دهد.