تحلیل عملکرد روش‌های هیدرولوژیکی و داده-مبنا در برآورد میزان رسوب معلق

مدل‌های داده مبنا به‌عنوان یک جایگزین برای روش‌های هیدرولوژیکی در محاسبات مربوط به تخمین رسوب مطرح هستند. هدف پژوهش حاضر مقایسه عملکرد و دقت روش‌های هیدرولوژیکی و داده- مبنا در برآورد میزان رسوب معلق بود. بدین منظور داده‌های دبی و رسوب در بازه زمانی yr 20 (1399-1380) جمع‌آوری و سپس میزان رسوب معلق ایستگاه هیدرومتری باغ کلایه بر روی رودخانه الموت در استان قزوین برآورد شد. در این پژوهش از روش‌های هیدرولوژیکی شامل منحنی سنجه رسوب، فائو و روش اصلاح‌گر و روش‌های داده-مبنای برنامه ریزی بیان ژن، یادگیری بر پایه نمونه k و رگرسیون خطی استفاده شد. عملکرد روش‌های مذکور با معیارهای r، rrmse و ns مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که به ترتیب روش یادگیری بر پایه نمونه k با معیارهای ارزیابی 94/0 r=، 29/0= rrmse و 24/0= ns و روش برنامه‌ریزی بیان ژن با 85/0 r=، 59/0= rrmse و 65/0= ns رسوب معلق را با دقت بیشتری نسبت به سایر روش‌های موردمطالعه برآورد کرده است. بدین ترتیب برتری روش های داده-مبنا در برآورد میزان رسوب معلق در منطقه موردمطالعه به اثبات رسید. ازاین‌روی استفاده از روش های داده-مبنا به‌عنوان رقیب و جایگزین روش های هیدرولوژیکی برای تخمین میزان رسوب معلق در مناطقی شبیه با منطقه موردمطالعه توصیه می‌شود.

performance analysis of hydrological and data based models in estimation of suspended sediment rate

data driven models are proposed as an alternative to hydrological methods in sediment estimation calculations. the aim of this study was to compare the performance and accuracy of hydrological and data-based methods in estimating the amount of suspended sediment. for this purpose, discharge and sediment data were collected in the period of 20 yr (2001-2011) and then the amount of suspended sediment of bagh kalayeh hydrometric station on alamut river in qazvin province was estimated. in this study hydrological methods including smearing, fao and sediment rating curves versus data driven methods including gene expression programming, instance-based learning with parameter k and linear regression methods were used. the model performances were compared using two statistical methods of rrmse and ns. the results showed that two techniques such as ibk model with evaluation criteria of (r = 0.94, rrmse = 0.29 and ns = 0.24) and the gep model with (r = 0.85, rrmse = 0.59 and ns = 0.65) estimated suspended sediment in more accurate way than other studies methods. thus, the superiority of data-driven methods in estimating the amount of suspended sediment in the study area was proved. therefore, the use of data-based techniques as a competitor and alternative to hydrological methods to estimate the amount of suspended sediment in areas similar to the study area is recommended.