تحقیقات منابع آب ایران

تحقیقات منابع آب ایران

مدل‌سازی و بررسی پیش‌بینی شوری آب زیرزمینی دشت قزوین با رویکرد داده ‌محور و هوش مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران
2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و ابادانی دانشگاه تهران
10.22034/iwrr.2025.533006.2912
چکیده
در مطالعه حاضر که باهدف مدل‌سازی کیفیت آب‌های زیرزمینی انجام شد، روشی برای محاسبه ساختار فضایی داده‌ها در فرآیند مدل‌سازی پیشنهادشده است. این روش فاصله بین نقاط مشاهده و نقطه تخمین را به‌عنوان یکی از ورودی‌های مدل در برمی‌گیرد. مدل‌های GBR، GPR، KNN، MLP، SVMو RF مورداستفاده قرار گرفتند و مدل‌ها با استفاده از داده‌های کیفیت آب زیرزمینی به‌دست‌آمده به ترتیب از ۳۰۵۸ چاه برای ۴ چاه مشاهده‌ای نزدیک به هدف، ۲۷۲۴ چاه برای ۵ چاه مشاهده‌ای نزدیک به هدف، ۲۰۸۰ چاه برای ۶ چاه مشاهده‌ای نزدیک به هدف، ۱۳۶۴ چاه برای ۷ چاه مشاهده‌ای نزدیک به هدف و درنهایت از ۶۳۱ چاه برای ۸ چاه مشاهده‌ای نزدیک به هدف در منطقه‌ای در کل استان قزوین در شمال غرب ایران آموزش و آزمایش شدند دو مجموعه داده مجزا شامل اطلاعات ۶ ماهه اول سال و ۶ ماهه دوم سال استفاده شد. میانگین خطا MAE ,(R-squared)و ضریب اصلاح پیرسون و RMSE برای مدل‌هایی با چهار، پنج، شش، هفت و هشت چاه همسایه نشان‌دهنده عملکرد رضایت‌بخش مدل جنگل تصادفی بود. این مدل در هر دو مرحله آموزش و آزمون عملکرد بسیار خوبی داشته و کم‌ترین خطا و بالاترین همبستگی را نشان می‌دهد. اگرچه پیچیدگی و زمان اجرای این مدل ممکن است بیش‌تر باشد، اما دقت بالای آن این معایب را جبران می‌کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Prediction and Modeling of Groundwater Salinity in the Qazvin Plain Using Data-Driven Artificial Intelligence Techniques

نویسنده English

Afshin Ashrafzadeh 2
2 Associate Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

In the present study, conducted with the aim of modeling groundwater quality, a method for calculating the spatial structure of data in the modeling process is proposed. This method considers the distance between observation points and the estimation point as one of the inputs to the model. The GBR, GPR, KNN, MLP, SVM, and RF models were utilized, and the models were trained and tested using groundwater quality data obtained from the Qazvin province in northwestern Iran. Specifically, data sets included 3,058 wells for 4 nearby observation wells, 2,724 wells for 5 nearby observation wells, 2,080 wells for 6 nearby observation wells, 1,364 wells for 7 nearby observation wells, and finally 631 wells for 8 nearby observation wells. Two separate data sets, comprising information from the first six months and the second six months of the year, were used. The average error (MAE), R-squared, Pearson correlation coefficient, and RMSE for models with four, five, six, seven, and eight neighboring wells indicated satisfactory performance of the Random Forest model. This model demonstrated very good performance in both the training and testing phases, exhibiting the lowest error and highest correlation. Although the complexity and execution time of this model may be higher, its high accuracy compensates for these drawbacks.

کلیدواژه‌ها English

Modeling
Groundwater
Observation well
Artificial Intelligence

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 دی 1404

  • تاریخ دریافت 16 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 23 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 01 دی 1404