تخمین هوشمند دبی رسوب بار معلق با استفاده از فن آوری های نوین

تخمین دقیق بارمعلق رسوبات حمل شده توسط یک رودخانه در بسیاری از پروژه های منابع آب مانند سد سازی، مهار سیلاب، قابلیت کشتی رانی، زیبایی شناسی رودخانه و مسائل زیست محیطی دارای اهمیت فراوان می باشد؛ بنابراین در طراحی سازه های رودخانه ای، برآورد میزان رسوبات حمل شده توسط رودخانه ضروری است. پیچیدگی رفتار رسوبات و عدم توانایی مدل های فیزیکی و ریاضی در شبیه سازی فرآیند های رسوبی سبب شده است تا فن آوری های نوین مانند روش های شبکه ی عصبی مصنوعی و منطق فازی که توانایی شناسائی ارتباط غیر خطی بین متغیر های ورودی و خروجی یک مسئله را دارا می باشند، مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق ابتدا کاربرد الگوریتم خوشه بندی فازی در تخمین میزان رسوبات بارمعلق مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از آمار متناظر دبی جریان و دبی رسوب ایستگاه ولیک بن در حوزه ی معرف کسیلیان که طی سال های آماری 1350–1349 الی 1354–1353، به صورت روزانه اندازه گیری شده است، استفاده گردید. 75 درصد داده های متناظر به عنوان داده های آموزش و 25 درصد دیگر داده ها به منظور صحت سنجی، آزمون و تعیین خطای معادلات در نظر گرفته شد؛ سپس نتایج به دست آمده از این روش با استفاده از شاخص های آماری نظیر ضریب همبستگی، ضریب ناش- ساتکلیف، ریشه ی میانگین مربعات خطا و نسبت اختلاف، با نتایج حاصل از روش مرسوم منحنی سنجه ی رسوب مقایسه شد. نتایج نشان داد که الگوریتم خوشه بندی فازی با دقت بسیار مناسب و با اطمینان بیشتر نسبت به روش منحنی سنجه ی رسوب می تواند برای تخمین رسوبات بارمعلق مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق همچنین توانایی مخروط imhoff به عنوان یک روش اندازه گیری غیر مستقیم رسوبات بار معلق مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور سه ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه، قزاقلی و سرمو واقع در حوزه ی آبخیز گرگان رود در نظر گرفته شده و در هر یک از نمونه های جمع آوری شده از این ایستگاه ها، رسوبات ته نشین شده در مخروط imhoff بعد از گذشت 1 تا 24 ساعت اندازه گیری شد. نتایج تجزیه و تحلیل رگرسیونی نشان داد که در زمان های مختلف بین غلظت بار معلق رسوبات و مقادیر رسوبات ته نشین شده در مخروط imhoff یک رابطه ی خطی برقرار است. این معادله ی رگرسیونی در ایستگاه های هیدرومتری ارازکوسه و قزاقلی از دقت مناسبی برخوردار بوده، و در زمان 24 ساعت به ترتیب با ضرایب تبیین 82/0 و 69/0 همبستگی مناسب تری را نشان می دهد. اما در ایستگاه هیدرومتری سرمو به دلیل آنکه اکثر نمونه برداری ها در دبی پایین و متوسط رودخانه انجام شده است، از همبستگی مناسبی برخوردار نمی باشد.