مدل‌بندی پاسخ سیستم آب‌زیرزمینی به تغییرات مصرف و رواناب سطحی

بررسی تغییرات سطح آب‌زیرزمینی در برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار منابع آب هر منطقه از اهمیت فراوانی برخوردار است. در تحقیق حاضر از عکس‌العمل سیستم آب‌زیرزمینی نسبت به مصارف و دبی جریان سطحی به‌عنوان ورودی‌های مدل‌های رگرسیون غیرخطی و برنامه‌ریزی بیان ژن جهت برآورد سطح آب‌زیرزمینی استفاده شد. بدین‌منظور از داده‌های ماهانه مصارف، دبی جریان سطحی و سطح آب‌زیرزمینی در طول دوره آماری 1381 تا 1390 در دشت بم‌نرماشیر (استان کرمان) استفاده گردید. با تحلیل همبستگی متقاطع مشخص شد که دبی جریان سطحی با تاخیر 4 ماهه و مصارف به‌صورت هم‌زمان بیشترین تاثیر را بر سطح آب‌زیرزمینی داشتند. سپس رابطه کلی بین این سه متغیر از طریق دو معادله مدل برنامه‌ریزی بیان ژن (gep) و رگرسیون غیرخطی به‌دست آمد. برای برآورد مقادیر سطح آب‌زیرزمینی در آینده، نخست مصارف و دبی جریان سطحی به‌ترتیب با استفاده از روش‌های شبکه عصبی مصنوعی و توماس – فیرینگ پیش‌بینی شدند، سپس با قرار دادن در معادلات پیشنهادی، مقادیر سطح آب‌زیرزمینی پیش‌بینی گردید. نتایج نشان داد در حالت استفاده از داد‌های مشاهداتی با اختلاف اندک (rmse و mae به ترتیب 0.793 و 0.636 متر) ، مدل gep بهتر از مدل رگرسیونی عمل کرده اما در حالت استفاده از داده‌های پیش‌بینی شده توسط توماس فیرینگ و شبکه عصبی مدل رگرسیونی با داشتن rmse و mae به ترتیب 1.437 و 1.118 متر برآوردی دقیق‌تر از سطح آب‌زیرزمینی در دشت مورد مطالعه داشته‌است.