مقايسه كارآيي مدل هاي تلفيقي NN-ARXو ANFIS با GA-GT جهت تخمين تبخير روزانه از تشت در شرايط اقليمي خشك و گرم بلوچستان

Performance Comparison of Integrated Models of NN-ARX and ANFIS with GA-GT to Daily Pan Evaporation Estimation Under Arid and Hot Climate of Baluchistan

امروزه تخمين صحيح تبخير به عنوان يكي از عناصر مهم چرخه هيدرولوژي، نقش مهمي را در توسعه پايدار و مديريت بهينه منابع آب كشورهاي مواجه با بحران آب مي‌تواند ايفا كند. تاكنون روش ها و فرمول هاي تجربي فراواني در زمينه برآورد فرايند غير خطي و پيچيده تبخير روزانه از تشت ارايه شده كه با عدم قطعيت مي باشد و از دقت بالايي برخوردار نبوده و همچنين دسترسي به تمام پارامترهاي ورودي آنها مشكل و ‌يا اندازه‌گيري آنها محتاج صرف هزينه و زمان زيادي مي‌باشند. در اين تحقيق كارايي دو مدل غير خطي NN-ARX و ANFIS جهت برآورد تبخير روزانه از تشت در شرايط اقليمي خشك و گرم (ايرانشهر)، خشك و گرم ساحلي (چابهار) و اقليم نيمه خشك و معتدل گرم (سراوان) مورد ارزيابي قرار گرفته است. از بين پنج پارامتر ورودي شامل سرعت باد،‌ درجه حرارت، ‌رطوبت نسبي، فشار و ساعات آفتابي در دوره 5 ساله از ابتداي مهر 1384 تا انتهاي اسفند 1389، بهترين تركيب ورودي مدل با استفاده از الگوريتم ژنتيك آزمون گاما (GA-GT) براي هر يك از ايستگاههاي سينوپتيك واقع در اين مناطق انتخاب گرديد. سپس با استفاده از مدل هاي NN-ARX و ANFIS، تبخيرروزانهازتشت برآورد شد. با بكارگيري معيارهاي آماري شامل R2، RMSEو MAE، كارايي مدل ANFIS با 3 تابع عضويت نوع گوسي و مدلNN-ARX براي هر يك از ايستگاه هاي سينوپتيك منتخب ارزيابي گرديد. نتايج حاصله نشان مي دهد كه دقت مدل ANFIS نسبت به مدل NN-ARX در برآورد تبخير روزانه از تشت در شرايط اقليمي خشك و گرم بلوچستان مورد بررسي بيشتر است.

Nowadays, accurate estimation of evaporation as one of the important elements of hydrological cycle can play an important role in sustainable development and optimal water resources management of the countries facing water crisis. Up to now, empirical methods and formulas on estimation of non-linear and complex process of daily pan evaporation have been developed that is of uncertainty. These methods and formulas do not have high accuracy and also access to their input parameters is difficult or their measurement requires high cost and time. In this study, performances of two non-linear models of NN-ARX and ANFIS have been evaluated to estimate daily pan evaporation under arid and hot climate conditions including dry and warm climate (Iranshahr), dry and coastal warm (Chahbahar), and semi-arid and warm temperate (Saravan). For this purpose, the best combination of model inputs was selected by using Genetic Algorithm embedded in Gama Test software for each of Synoptic stations located in these regions for the 5years period(2005-2010), then daily pan evaporation was estimated by using NN-ARX and ANFIS models. By employing the statistical criteria including R2، RMSE and MAE, performances of ANFIS model with three Gaussian membership functions and NN-ARX model were evaluated for each of the selective Synoptic stations. The obtained results indicate the accuracy of ANFIS model is higher than the one of NN-ARX model in estimating daily pan evaporation in different climatic conditions.