مقایسه عملکرد دو تابع سیگموئید و تانژانت هیپربولیک شبکه عصبی مصنوعی در تحلیل منطقه‌ای منحنی تداوم جریان در حوزه آبخیز دریاچه نمک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- استادیار بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.

2 دکتری آبخیزداری و رئیس بخش فنی و مهندسی اداره کل منابع طبیعی استان مرکزی.

چکیده

هدف این پژوهش ارزیابی شبکه عصبی مصنوعی در تحلیل منطقه­ا­ی منحنی تداوم جریان با استفاده از دو تابع انتقال سیگموئید و تانژانت هیپربولیک در لایه مخفی و تابع انتقال خطی در لایه خروجی است. برای این منظور 33 حوزه آبخیز در محدوده دریاچه نمک قم با توجه به داشتن طول دوره آماری طولانی ­مدت25 ساله و حداقل فعالیت­های انسانی انتخاب گردیدند، دبی­های تداوم جریان بین 2 تا 92 درصد به­عنوان متغیرهای وابسته و متغیرهای فیزیوگرافی، هواشناسی و زمین­شناسی به­عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. با استفاده از تحلیل عاملی شش عامل مساحت، ارتفاع متوسط، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی، درصد سازندهای نفوذپذیر و درصد اراضی مرتعی انتخاب شد. نتایج نشان داد در دبی­های 2، 10، 20، 25، 3/33، 50، 75، 90 و 92 درصد تابع سیگموئید در لایه پنهان به­ترتیب با ضریب تبیین 88/0، 55/0، 78/0، 60/0، 80/0، 63/0، 58/0، 47/0 و 41/0؛ ریشه میانگین مربعات خطا 01/0، 92/1، 68/1، 11/1، 78/1، 98/0، 17/0، 21/0 و 21/0 مترمکعب بر ثانیه و ضریب کارایی ناش-ساتکلیف  89/0، 40/0، 97/0، 47/0، 84/0، 78/0، 70/0، 93/0 و 41/0 و در دبی­های 15 و 30 درصد تابع تانژانت هیپربولیک در لایه پنهان به­ترتیب با ضریب تبیین94/0 و 80/0، ریشه میانگین مربعات خطا 40/0 و 16/1 مترمکعب درثانیه و ضریب کارآیی70/0 و 86/0 از دقت بالاتری برخوردار می­باشند. به­طور کلی شبکه عصبی مصنوعی کارآیی بالایی در تخمین منحنی تداوم جریان دارد. نتیجه کلی نشان می­دهد که شبکه عصبی مصنوعی از دقت بالایی در تحلیل منطقه­ای سیلاب دارد. متغیرهای به دست آمده از تجزیه و تحلیل عاملی برای شبکه با تابع انتقال سیگموئید به­خوبی پاسخ داد ولی این متغیرها برای شبکه با تابع انتقال تانژانت هیپربولیک به­دلیل عملکرد متفاوت این تابع نسبت به تابع سیگموئید به پاسخ مناسبی منجر نشد.

کلیدواژه‌ها