مدلسازی و پیش‌بینی اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD) با استفاده از ترکیب ماشین بردار پشتیبان با تبدیل موجک

آب و خاک

مقاله 9، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 51، 1396، صفحه 86-100   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i1.52080

نویسندگان

اباذر سلگی^{* 1}؛ امیر پورحقی¹؛ حیدر زارعی¹؛ هادی انصاری²

¹دانشگاه شهید چمران اهواز

²دانشگاه بوعلی سینا همدان

چکیده

آلودگی های شیمیایی آب های سطحی یکی از موضوعات جدی است که کیفیت این گونه آب‌ها را تهدید می کند. این مطلب برای آب هایی که به طور مستقیم به مصارف زندگی بشر می رسند اهمیتی چند برابر بخشیده است. یکی از پارامترهایی مهمی که برای سنجش آلودگی آب استفاده می-شود شاخصBOD می باشد. در این مطالعه، توانایی مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) به منظور مدل سازی و پیش بینی اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD) در رودخانه کارون واقع در غرب کشور ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظوربررسی مدل ها به صورت ترکیبی، از تبدیل موجک استفاده شد. بعد از تجزیه پارامترها با تبدیل موجک، با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) مولفه های مهم تعیین شدند. سپس از این مولفه های مهم به عنوان ورودی به مدل ماشین بردار پشتیبان استفاده شد تا مدل ترکیبی ماشین بردار پشتیبان-موجک (WSVM) حاصل گردید. جهت انجام این تحقیق از سری زمانی ماهانه BODرودخانه کارون در ایستگاه ملاثانی و متغیرهای کمکی اکسیژن محلول (DO)، جریان رودخانه و دمای ماهانه در یک دوره 13ساله (1393-1381) استفاده شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که مدل SVM دارای ضریب تبیین 84/0 و جذر میانگین مربعات خطای 0338/0(میلی گرم بر لیتر) می باشد و اعمال تبدیل موجک روی داده‌های ورودی مدل باعث بهبود نتایج تا ضریب تبیین94/0 و جذر میانگین مربعات خطای0210/0(میلی گرم بر لیتر) شد. بنابراین ترکیب ماشین بردار پشتیبان با تبدیل موجک یک ایده جدید برای پیش بینی مقدار BOD رودخانه کارون می باشد. در پایان مقدار BOD برای یک دوره شش ماهه با استفاده از مدل WSVMپیش بینی شد.

کلیدواژه‌ها

پیش بینی BOD؛ PCA؛ مدل ترکیبی؛ رودخانه کارون

مراجع