تخمین بهینه رسوب معلق در رودخانه ها با استفاده از روش تفکیک داده ها (مطالعه موردی: رودخانه های کسیلیان و کارون)

برآورد مقدار رسوب رودخانه ها و چگونگی حرکت و ته نشینی آنها یکی از عوامل موثر در تعیین عمر مفید مخازن سدها و دوره بهره برداری از تاسیسات پایاب آنها و همچنین ظرفیت انهار و کانال های آبیاری، سازه های آبگیری و نیز شناخت و تنظیم تغییرات بستر و کناره های رودخانه ها می باشد. به این دلیل، مطالعه و برآورد مواد رسوبی رودخانه ها یکی از فعالیت های اصلی در زمینه مطالعات مهندسی رودخانه و منابع آب می باشد. با توجه به کاربرد فراوان معادله توانی سنجه رسوب معلق در مطالعات مختلف، در این تحقیق از این رابطه به عنوان مبنا و پایه محاسبات انتقال رسوب استفاده شده و برای اصلاح نتایج آن، از روش جدیدی به نام تفکیک داده ها استفاده شده است. این روش برای اولین بار توسط سیگیزوگلو و کیشی (2006) و برای اصلاح نتایج محاسبات شبکه های عصبی مصنوعی در تخمین انتقال رسوب معلق رودخانه ها مورد استفاده قرار گرفت. در این روش، داده های ورودی به سه دسته مجزا و بر اساس مقادیر حداقل، حداکثر و متوسط دبی جریان تفکیک شده و رابطه سنجه رسوب برای هر دسته به صورت مجزا اجرا می شود. نتایج نشان داد که با تفکیک داده های ایستگاه اهواز بر اساس دبی جریان، دقت نتایج روابط منحنی سنجه رسوب معلق افزایش نیافته و با هر تفکیکی بر اساس مقادیر مختلف ضرایب محدوده ها ( و )، دقت نتایج نسبت به حالت کل داده ها کاهش یافته است. در حقیقت با تفکیک داده ها بر اساس دبی جریان، دبی هایی که از نظر مقدار به هم نزدیک تر هستند، در یک محدوده قرار می گیرند. این دبی ها با وجود نزدیکی از نظر مقدار، ممکن است از نظر زمانی با یکدیگر متفاوت بوده (مثلاً از نظر وضعیت پوشش گیاهی حوضه) و در نتیجه به احتمال زیاد از نظر مقدار رسوب معلق تفاوت زیادی خواهند داشت. همچنین کارایی روش تفکیک داده ها برای آمار روزانه رسوب معلق ایستگاه کسیلیان به کمک معادله دینامیکی رسوب مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی مقادیر شاخص های آماری محاسبات دبی رسوب معلق در این ایستگاه در دو حالت با و بدون تفکیک محدوده ها مشخص شد که در حالت تفکیک داده ها، کلیه شاخص های آماری بهبود یافته و نتایج بدست آمده از این روش دقت بهتری را نشان می دهند. مقادیر ضریب تبیین، مجذور مربعات خطا و متوسط خطای مطلق در روش تفکیک محدوده ها به ترتیب 86/0، 2/100 و 56/12 و در روش بدون تفکیک به ترتیب 83/0، 2/129 و 35/14 بدست آمده اند.