بررسی آزمایشگاهی موقعیت تشکیل حفره آبشستگی در پایین‏دست سدها و پیش‏‌بینی آن به کمک روش‌‏های داده‏‌کاوی

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 10، دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 28، تابستان 1402، صفحه 99-108   

نوع مقاله: پژوهشی کاربردی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v10i2.2212-1194

نویسندگان

علی طاهری اقدم^{* 1}؛ عطا الله ندیری²؛ جلال شیری³

¹دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، ایران

²دانشیار، گروه علوم زمین، دانشگاه تبریز، ایران

³دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، ایران

چکیده

عوامل مختلفی بر محل تشکیل حفره آبشستگی ایجاد شده در اثر جریان‌‏های ریزشی تأثیر دارند. ازجمله این عوامل عمق پایاب، ارتفاع ریزش، سرعت جریان، سطح مقطع جریان ریزشی، زاویه برخورد جریان و میزان هوای ورودی به جریان می‏‌باشد. در تحقیق حاضر محل تشکیل حفره آبشستگی به‌‏صورت آزمایشگاهی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تبریز بررسی شد. همچنین توانایی شبکه‏‌‏‏های عصبی مصنوعی و مدل‏‌های درختی (مدل درختی M5P) در تخمین محل ایجاد حفره آبشستگی در پایین‌‏دست سدها با استفاده از داده‏‌‏های آزمایشگاهی بررسی شده و نتایج این دو مدل با روش رگرسیونی غیر خطی چند متغیره مقایسه شد. نتایج نشان داد هر سه روش، شبکه عصبی مصنوعی، مدل درختی M5 و روش رگرسیونی نتایج نسبتاَ دقیقی را در پیش‌‏بینی محل تشکیل حفره آبشستگی ارائه م‌ی‏دهند؛ که برای مقدار RMSE،ا M5 =3.75 ،ANN =1.75 و Regression=3.89 می‌‏باشند، ولی به دلیل ارائه روابط خطی ساده توسط مدل درختی M5، این روش می‌تواند به‌‏عنوان روشی کاربردی برای تعیین محل تشکیل حفره آبشستگی مورد استفاده قرار گیرد. تحلیل مدل درختی M5 نشان داد که 4 رابطه با معادلات خطی متفاوت، الگوی تغییرات محل تشکیل حفره آبشستگی را مدل می‏‌کنند. علاوه‌‏براین، تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشگاهی نشان داد روابط رگرسیونی ارائه شده در تحقیق حاضر نسبت به روش رایج (استفاده از معادلات پرتابه)، خطای خیلی کمتری در هنگام پیش‏‌بینی محل تشکیل حفره آبشستگی دارند. همچنین نتایج آزمایشگاهی نشان داد ارتفاع آب گذرنده از روی سازه موثرترین پارامتر در محل تشکیل حفره آبشستگی می‏‌باشد.

کلیدواژه‌ها

حفره آبشستگی؛ مدل درختی M5؛ شبکه‏های عصبی مصنوعی؛ جریان ریزشی؛ معادلات پرتابه

مراجع