ارزیابی سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی و شبکه عصبی در پیش بینی سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی:دشت مهیار شمالی)

ایران کشوری خشک است و فقط درصد کمی از آب مورد نیاز خود را به وسیله باران تأمین می کند. در حال حاضر، 55% از آب-های مورد نیاز در ایران به وسیله آب های زیرزمینی و 45% آن توسط آب های سطحی تأمین می شود. رشد جمعیت در ایران که با توسعه اقتصادی و رشد صنعت و کشاورزی همراه بوده است، باعث افزایش تقاضا برای آب شده است. در این زمینه، اهمیت کنترل و استفاده بهینه از آب های زیرزمینی توسط هیدروژئولوژیست ها تشخیص داده شده و مدل سازی آب های زیرزمینی به دلیل کارآیی بالا و هزینه های کمتر نسبت به روش های دیگر به عنوان ابزار مدیریتی منابع آب مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور، مدل کمی آب های زیرزمینی دشت مهیار شمالی با مساحت بالغ بر 279 کیلومترمربع که در فاصله20کیلومتری جنوب اصفهان واقع شده، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی تهیه گردید و در انتها به منظور بررسی بیشتر توانایی این سیستم های هوشمند، نتایج حاصل از آنالیز رگرسیون با نتایج شبکه عصبی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی مقایسه گردیدند. داده های مورد استفاده برای این تحقیق شامل بارندگی(t)، بارندگی (t-1)، رطوبت نسبی، درجه حرارت، برداشت از چاه های بهره برداری و دبی جریان آب زیرزمینی از مرزهای تغدیه کننده دشت (مرز جنوب شرقی) به عنوان ورودی و سطح آب زیرزمینی به عنوان خروجی (یا هدف) می باشد. ابتدا برای گروه داده های ورودی، شبکه ای طراحی و پارامترهای موثر در آموزش شبکه اعمال و بهترین شرایط(ضریب رگرسیونی بالا و مجذور متوسط خطا پایین) به دست آمده است در آموزش شبکه عصبی از چهار الگوریتم lm, rp, scg و gdm استفاده شده است. نتایج نشان می دهد بهترین نوع شبکه برای دسته داده های ورودی، شبکه ffn-lm می باشد. صحت سنجی شبکه مذکور نیز کارآیی آن ها را در شبیه سازی سطح آب زیرزمینی دشت تایید می نماید. جهت آموزش سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی نیز، توابع عضویت فازی ساز مختلف استفاده گردید و نتایج حاکی از این بود که تابع گوسی ساده بهترین نتایج را ارائه می دهد. همچنین با مقایسه نتایج حاصل از به کارگیری تعداد توابع عضویت فازی مختلف برای هر ورودی تعداد 3 تابع در نظر گرفته شد. به منظور پیش بینی سطح آب زیرزمینی در دشت مهیار شمالی از داده های زمان t و داده های زمان t+12به ترتیب به عنوان ورودی و خروجی استفاده، و با به دست آوردن بهترین حالت برای دسته داده های ورودی، سطح آب زیرزمینی از مهر89 تا شهریور90 پیش بینی شد. مقایسه نتایج حاصل از سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی )97/0, r2= 17/0(rmse= با نتایج شبکه عصبی مصنوعی )95/0, r2 = 22/0 (rmse=و روش رگرسیون )914/0 , r2= 407/0 (rmse=نشاندهنده دقت بسیار بالای سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی در پیش بینی سطح آب زیرزمین آبخوان دشت مهیار شمالی می باشد. ولی در مجموع پیش بینی سطح آب زیرزمینی توسط هر سه روش از دقت نسبتاً بالایی برخوردار است.