به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Groundwater Changes » در نشریات گروه « آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Groundwater Changes» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • محمدجواد رضایی، محمدرضا رضایی، جعفر رضایی*

    در نواحی خشک و نیمه خشک، آب عمده ترین عامل محدودیت کشاورزی است. در این مناطق به دلیل کمبود جریان های سطحی، فشار عمده بر آب های زیرزمینی وارد می شود. منابع آب زیرزمینی محدوده مورد مطالعه (دشت عباس) نیز به دلیل استفاده بی رویه دچار افت شدید گردیده است. در این تحقیق، ما از چهار مدل متفاوت شبکه عصبی تکاملی شامل، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم ژنتیک (ANN-GA)، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با بهینه سازی ازدحام ذرات (ANN-PSO)، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم رقابت استعماری (ANN-ICA) و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با بهینه سازی کلونی مورچگان (ANN-ACOR) برای تخمین سطح آب زیرزمینی بر طبق جریان ورودی زیرزمینی، نفوذ موثر از بارندگی، نفوذ موثر از جریان سطحی و سیلاب، نفوذ موثر از آب برگشتی کشاورزی، جریان خروجی زیرزمینی، برداشت از آبخوان جهت کشاورزی، تبخیر از سطح آب زیرزمینی و داده های گذشته سطح آب زیرزمینی استفاده کرده ایم. ترکیب ورودی ها با استفاده از تجزیه و تحلیل خود همبستگی، خود همبستگی جزیی و همبستگی متقابل برای هر مدل آماده شده است. مدل های بهینه با تغییر پارامترهای کنترلی به دست آمده اند. بهترین دقت از بین مدل های ارایه شده برای ورودی (GWLt-1 ، GWLt-2، Qint، Qpt-1، Qrt-1، Qit-1، Qoutt-1، Qwt-1 و Qet-1) به دست آمده است. دقت میانگین مربعات خطا در فاز آزمایش برای مدل های ANN-PSO، ANN-ICA، ANN-ACOR به ترتیب برابر 1.2208، 0.9456و 1.7720 و برای مدل ANN-GA برابر 0.8739 به دست آمده است. میانگین خطای نسبی مدل ANN-GA برابر 3.6% و ضریب اطمینان آن 0.9388 است. با توجه به نتایج به دست آمده مدل ANN-GA عملکرد بهتری نسبت به سه مدل دیگر برای تخمین سطح آب زیرزمینی از خود نشان داده است.

    کلید واژگان: تغییرات آب زیرزمینی, شبکه های عصبی تکاملی, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی ازدحام ذرات, الگوریتم رقابت استعماری, بهینه سازی کلونی مورچگان}
    MohammmadJavad Rezaei, MohammadReza Rezaei

    Abstract In dry and semi-arid areas, water is the most factor of limiter in agriculture. In these areas, due to the lack of surface flows, major pressures enter on groundwater. Groundwater resources in the studied area (Dashte-Abbas plain) also suffered a severe drop in surface water due to unplanned use. In this study, we compared four different models of evolutionary neural network, a multi-layered perceptron neural network with Genetic Algorithm (ANN-GA), a multilayered perceptron neural network with particle swarm optimization (ANN-PSO), a multilevel perceptron neural network with Imperialism competitive algorithm (ANN-ICA) and multi-layered perceptron neural network with ant colony optimization (ANN-ACOR) for estimating groundwater level according to groundwater inflow, effective penetration of rainfall, effective penetration of surface flow and flood, effective penetration of return water Agriculture, underground outflow, withdrawal from aquifer for agriculture, evaporation from groundwater level and past groundwater data Were used. groundwater level comparisons are the combination of inputs has been prepared using Auto-correlation analysis, partial Auto-correlation and cross-correlation for each model. Optimal models are obtained by changing the control parameters. The best results are obtained from the input models (GWLt-1, GWLt-2, Qint, Qpt-1, Qrt-1, Qit-1, Qoutt-1, Qwt-1, and Qet-1). The accuracy of the mean squared error in the test phase for ANN-PSO, ANN-ICA, ANN-ACOR models was 1.2208, 0.9456 and 1.7720, respectively, and for the ANN-GA model, it was 0.8739. The mean relative error of ANN-GA model is 3.6% and its determined coefficient is 0.9388. According to the results, the ANN-GA model showed better performance than the other three models for estimating groundwater level.

    Keywords: Groundwater changes, Evolutionary neural networks, Genetic algorithm, Particle Swarm Optimization, Imperialism Competition Algorithm, Ant Colony Optimization}
  • محمدرضا رضایی، محمد جواد رضایی، جعفر رضایی، شهلا پایمزد*
    در نواحی خشک و نیمه خشک، به دلیل کمبود جریان های سطحی، فشار عمده بر آب های زیرزمینی وارد می شود. سطح منابع آب زیرزمینی محدوده مورد مطالعه (دشت عباس) نیز به دلیل استفاده بی رویه، دچار افت شدید شده و بیش از 30 سال است که به عنوان دشت ممنوعه اعلام گردیده است. در این تحقیق، از چهار مدل متفاوت شبکه عصبی تکاملی شامل شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم ژنتیک (ANN-GA)، بهینه سازی ازدحام ذرات (ANN-PSO)، الگوریتم رقابت استعماری (ANN-ICA) و بهینه سازی کلونی مورچگان (ANN-ACOR) برای تخمین سطح آب زیرزمینی استفاده شده است. داده های مورد استفاده شامل بارش، تبخیر، متوسط دمای سالانه، نفوذ موثر و داده های گذشته سطح آب زیرزمینی برای یک دوره 22 ساله است. ترکیب ورودی ها با استفاده از تجزیه و تحلیل خودهمبستگی، خودهمبستگی جزئی و همبستگی متقابل برای هر مدل آماده شده است. مدل های بهینه با تغییر پارامترهای کنترلی به دست آمده اند. بهترین دقت از بین مدل های ارائه شده برای ورودی (GWLt-1، GWLt-2 و Pt) به دست آمده است. دقت میانگین مربع خطا برای مدل های ANN-ICA، ANN-PSO، ANN-ACOR به ترتیب 0033/0، 0039/0 و 0044/0 و برای مدل ANN-GA 0030/0 به دست آمده است. روند تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت در مقطع زمانی 72 تا 84 روند کاهشی و از سال 85 تا 94 با ورود آب سد کرخه، روند افزایشی داشته و بیلان آب دشت مثبت شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مدل ANN-GA عملکرد بهتری نسبت به سه مدل دیگر برای تخمین سطح آب زیرزمینی از خود نشان داده است.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی, ازدحام ذرات, الگوریتم ژنتیک, رقابت استعماری, شبکه های عصبی, کلونی مورچگان}
    Shahla Paimozd*, Mohammad Reza Rezaei, Mohammad Javad Rezaei, Jafar Rezaei
     
    Introduction
    Groundwater is one of the main sources of drinking water, agriculture and industry. It is worth noting that groundwater is considered as reserve resources in some areas, while in other areas it may be used for supplying potable water due to their availability (Daliakopoulos et al., 2005; Nayak et al., 2006). Groundwater analysis is an essential factor in maintaining its access. Modeling and predicting the groundwater level for environmental protection, maintaining the balance of the groundwater system, controlling changes in groundwater levels and protecting the escalation of land subsidence are important. Groundwater management techniques and solutions, and control measurements by researchers and operators to address the long-term problems of land subsidence and groundwater conservation (Affandi and Watanabe 2007; Mohanty et al., 2015). The main aim of this study is to evaluate the accuracy of evolutionary neural network models in the monthly groundwater level estimation.
    Materials and methods
    In this study groundwater level, precipitation, evaporation, annual average temperature and effective influence between 1993 and 2016 were used. The purpose of this study is applying neural networks to estimate the groundwater level. To use the neural network, we must optimize the weights and biases of the network. In this research, weights and network biases were obtained using optimization algorithms such as genetic algorithm, particle swarm algorithm, Imperialist Competitive algorithm and ant colony algorithm.
    Results
    Different control parameters have been used for models, and they are compared with each other based on the mean square error and the coefficient of determination. All four models showed the best accuracy for input combinations. Comparison of the results shows that the ANN-GA model has a better performance than the other three models for groundwater level estimation. The advantages of GA are: 1) The nature of the random search of this algorithm in the problem space is in some way a parallel search. Because each of the random-generated chromosomes generated by the algorithm is considered as a new starting point to search for part of the problem-space and searches in all of them simultaneously. 2) Due to the breadth and dispersion of the points to be searched, it yields a satisfactory result in issues of great search space. 3) A kind of random search is targeted and will come from different paths to different answers. In addition, there is no limit to the search and selection of random answers. 4) Because of the competition, the answers and the selection of the best among the population, with a high probability, will reach the optimal level. 5) Its implementation is simple and does not require complex problem-solving procedures. It can be said that this algorithm may be a good candidate for hydrological modeling. Investigating the trend of groundwater level changes in the plain over a period of 22 years shows that from 1993 to 2006, due to excessive withdrawal and droughts, the level of stagnation with a steep slope has fallen. Since then, with the arrival of the water of the Karkheh Dam and the reduction of withdrawal, the groundwater level of the plain table has risen and reaches 14 meters in 2015.

    Discussion & conclusion
    Most commonly used methods for training neural networks from descending gradients using back propagation are to calculate real gradients. In recent years, some researchers have developed evolutionary techniques for estimating groundwater level changes, including genetic algorithms (Dash et al. 2010, Jalakamali and Jalakamali 2011), Imperialist competition algorithm (Tahershamsi and Sheikholeslami 2011), particle swarm optimization (Xi et al. 2012, Gaur et al. 2013) and comparing these methods with each other (Kisi et al., 2017). In addition to the above-mentioned models, the ANN-ACOR model was also used. Comparison of the results shows that the ANN-GA model has a better performance than the other three models for estimating groundwater level, which contradicts the results of (Xi, 2012) and (Gaur, 2013), and matches with the research (Jalalkamali, 2011) and (Dash, 2010).
    Keywords: Groundwater Changes, Evolutionary Neural Networks, Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, Imperialism Competition Algorithm, Ant Colony Optimization, Modeling}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال