استفاده از روش های داده کاوی در شناسایی الگوهای عملکردی شبکه های آبیاری و ارتقاء مدیریت بهره برداری از آن ها (مطالعه موردی: شبکه آبیاری قزوین)

بخش کشاورزی به عنوان یکی از عمده ترین مصرف کننده های آب بوده و باید به مدیریت و افزایش بهره وری آب در زیربخش های آن توجه ویژه ای معطوف نمود. این امر در شبکه های آبیاری، بهبود عملکرد شبکه ها و صرفهجویی در مصرف منابع آبی موجود را سبب خواهد شد. روش های متعددی برای ارزیابی و بهبود عملکرد شبکه وجود دارد ولی باتوجه به حجم بالای داده ها و نیاز به ارزیابی در زمان کوتاه روش هایی که توان تحلیل داده های زیاد در مدت کوتاهی را داشته باشند ارجحیت دارند. از سوی دیگر امروزه تحقیق پیرامون کاربرد علوم نوین در زمینه بهبود عملکرد شبکه های آبیاری مورد نظر قرار گرفته است. داده کاوی به عنوان یک روش نوین در زمینه ارزیابی و بهبود عملکرد شبکه های آبیاری می تواند مفید واقع شود. هدف اصلی این تحقیق ارائه ی دو روش داده کاویِ: خوشه-بندی و قواعد التزامی در بهبود و ارتقاء عملکرد شبکه های آبیاری و همچنین نمایش قابلیت کاربرد این روش ها در شبکه های آبیاری می باشد. در این پژوهش از تحلیل خوشه ایِ کلاسیک جهت استخراج مناطق همگن بهره برداری و از قواعد التزامی جهت پیدا نمودن ارتباط ویژگی های فیزیکی و بهره برداری شبکه استفاده شد. شاخص های بهره-برداری شبکه ی آبیاری قزوین به منظور خوشه بندی و عوامل فیزیکی به همراه شاخص های بهره برداری به منظور استخراج قواعد التزامی جمع آوری و بکار برده شدند. داده های مورد استفاده به عنوان ورودی مدل خوشه بندی به-صورت یک ماتریس 2×166 است که شامل شاخص های بهره برداری در 166 آبگیر شبکه آبیاری قزوین می باشند. تعداد بهینه خوشه ها با استفاده از شاخص صحت سنجی دیویس-بولدین 7 خوشه بدست آمد. هر خوشه نمایانگر یک منطقه همگن بهره برداری در سطح شبکه می باشد. استخراج خوشه های با عملکرد یکسان مدیران شبکه را در جهت تسهیل تصمیم گیری در زمینه ی بهره برداری، کمک خواهد کرد. جهت استخراج قوانین التزامی و الگوهای عملکردی شبکه دو گروه داده مورد استفاده قرار گرفت که گروه اول همان شاخص های بهره برداریِ استخراج شده به منظور خوشه بندی کلاسیک می باشد و گروه دوم عوامل فیزیکی مربوط به شبکه ی آبیاری قزوین است. در این روش شاخص های بهره برداری به عنوان پی آیند و عوامل فیزیکی به عنوان سری پیشین در نظر گرفته شدند. برای استخراج قوانین، شاخص ها و عوامل دسته بندی و گسسته شدند. ماتریس ورودی این مدل از 2×166 تا 5×166 برای پوشش حالت های مختلف، متغیر در نظر گرفته شد. همچنین از الگوریتم apriori جهت استخراج قوانین استفاده شد. نتایج نشان داد فاصله ی آبگیر از کانال اصلی و نوع دریچه به عنوان عوامل تأثیرگذار بر شاخص کفایت در قوانین مستحکم به ترتیب با ضرایب اطمینان 44 و 47 درصد نقش دارند. همچنین فاصله ی آبگیر از سازه تنظیم به عنوان یک عامل تأثیرگذار بر شاخص پایداری تحویل در مستحکم ترین قانون با ضریب اطمینان43 درصد نقش دارد. بررسی تواَمان چندین عامل فیزیکی بر شاخصهای بهره برداری نتایج حاصل از بررسی تک عاملی را تحت تأثیر قرار می دهد لذا در مدیریت بهره برداری شبکه برای بهبود شاخص های کفایت و پایداری باید عوامل اصلی موثر بر آن ها توامان مورد توجه قرار گیرد. نتایج حاصله، قابلیت مطلوب تحلیل های داده کاوی در استخراج الگوهای عملکردی شبکه را نشان داد.