کارایی شبکه عصبی- فازی در برآورد برخی یون‌ها بر اساس هدایت الکتریکی در آب زیرزمینی

پارسافر, نصرالدین; سالارپور, امیر; مرآتی فشی, انسیه

doi:10.22092/wmej.2016.113501

کارایی شبکه عصبی- فازی در برآورد برخی یون‌ها بر اساس هدایت الکتریکی در آب زیرزمینی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، همدان، ایران

² دانشجوی دکتری منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

10.22092/wmej.2016.113501

چکیده

در ارزیابی کیفی آب، اندازهگیری هر یک از یونها نیاز به زمان و مواد شیمیایی زیادی داشته، در حالیکه اندازهگیری هدایت الکتریکی توسط هدایتسنج به سادگی انجام پذیر است. بنابراین در صورتی که بتوان یک رابطه مورد قبول بین هدایت الکتریکی و یونهای موجود در آب بوجود آورد میتوان این پارامترها را اندازهگیری نمود. لذا در این پژوهش، به منظور کارایی شبکه عصبی- فازی در برآورد کلسیم، منیزیم، سدیم، سولفات و کلراید بر اساس هدایت الکتریکی در منابع آب زیرزمینی دشت همدان- بهار مطالعهای بر روی دادههای جمعآوری شده کاتیونها، آنیونها و هدایت الکتریکی از دشت مذکور در سال ۱۳۸۱ انجام پذیرفت. نتایج حاصله با روابط رگرسیونی مختلف مقایسه گردید. همچنین جهت تعیین بهترین معادله بین کاتیونها، آنیونها و هدایت الکتریکی از فراسنجهای آماری ضریب همبستگی بین دادهها (R²) و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) استفاده گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل عصبی- فازی دارای دقت بیشتری نسبت به مدل رگرسیونی در برآورد کاتیونها و آنیونها میباشد. بهترین مقادیر R² به دست آمده از شبکه عصبی- فازی برای یونهای کلسیم، منیزیم، سدیم، کلراید، سولفات بهترتیب ۶۰/۰، ۷۱/۰، 86/۰، 84/۰ و 73/۰ بودند. همانطور که مشاهده میگردد این شبکه برای تمامی یونهای مورد مطالعه، دارای ضریب تعیین قابل قبول و قابل اطمینانی میباشد. بنابراین بهترین تخمین مربوط به یون سدیم و بدترین برآورد مربوط به یون کلسیم میباشد. تحلیل نتایج خروجی شبکه عصبی- فازی نشان داد که این مدل توانایی و دقت بالایی برای برآورد کاتیونها و آنیونها در دشت همدان- بهار دارد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

stimation of Some Ions Base on Electrical Conductivity Using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System in Grounwater

نویسندگان [English]

Nasreddin Parsafar ¹
Amir Salarpour ¹
Enseyeh Maratifashi ²

¹ Islamic Azad University, Hamedan Branch, Club of Young and Elite Researchers, Hamedan, Iran

² Ph.D. student of water resources, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Bu Ali Sina University, Hamedan

چکیده [English]

In evaluating water quality for measure each of the ion, chemicals material and time is consuming, while measuring the electrical conductivity by conductivity meter is easily. Therefore In order to estimate of the Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, SO^4- and Cl^- base on electrical conductivity and developing a simple and rational relationship between some of cations, anions and electrical conductivity at hamedan-bahar plain and comparisons to adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) a study was conducted in year of 2002. The results of this study comparisons with regression models. Determine the optimum Functional relationships parameters by correlation coefficient between data and RMSE was used. The comparisons of regressions and ANFIS results indicate that ANFIS performs more accurate of cation and anion estimates. Base of ANFIN model, the values of R² for Ca, Mg, Na, Cl and SO₄ were 0.60, 0.71, 0.86, 0.84 and 0.73. Also, the results showed that the best and worst of estimation between cations, anions and electrical conductivity for Na and Ca were observed, respectively. The analysis of output results from ANFIS model shown that this model has a high accuracy and ability to estimation of cation and anion in hamedan-bahar plain.

کلیدواژه‌ها [English]