کاربرد الگوریتم تلفیقی فازی- ازدحام ذرات برای تعیین حوضه های آبخیز همگن بر اساس وقوع سیلاب

نخستین گام در مطالعات منطقه ای سیلاب یافتن حوضه های آبخیز همگن از لحاظ رفتار هیدرولوژیکی است. این تحقیق برمبنای مفهوم ناحیه اثر بوده و با هدف یافتن گروه های همگن حوضه های آبخیز در محدوده حاشیه جنوبی دریای خزر انجام گرفته است. روش تحقیق مبتنی بر چارچوبی است که بر مبنای بهینه سازی شبکه های فازی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات شکل گرفته است. پس از تعیین متغیرهای اصلی مرتبط با سیلاب با روش آزمون تحلیل مولفه های اصلی، از آنها به عنوان ورودی سیستم فازی استفاده شد. گروه بندی حوضه ها در فضای فازی این متغیرها و طی یک فرایند تکراری انجام گرفت. تعیین بهینه گروه های همگن توسط الگوریتم ازدحام ذرات انجام شد، به نحوی که از آماره گشتاور خطی ناهمگنی به عنوان معیار ارزیابی صحت و دقت گروه های همگن استفاده شد. تعداد 61 ایستگاه هیدرومتری واقع در این منطقه درنظر گرفته شده و مشخصات فیزیکی، اقلیمی و هیدرولوژیک آنها به عنوان متغیرهای مرتبط با سیلاب بررسی شده است. آزمون تحلیل مولفه های اصلی با روش چرخشی قائم و چرخش عامل واریوماکس روی داده های حوضه منتهی به چهار عامل اصلی مساحت، ارتفاع متوسط، ضریب گراولیوس و ضریب شکل شد که در مجموع 84 درصد واریانس تجمعی را پوشش داده و لذا از آنها برای مراحل بعدی همگنی استفاده شده است. عملکرد الگوریتم ازدحام ذرات در تکرار نهم موجب کسب بهترین نتیجه، یعنی حداقل میانگین و بهینه تابع شد که به ترتیب 26 و 22 است. مشخصات توپولوژی PSO به دست آمده در این مطالعه شامل وزن اینرسی، شتاب محلی، شتاب اجتماعی، تعداد نسل و اندازه جمعیت به ترتیب 7298/0، 4692/1، 4692/1، 10 و 5 است. نتایج حاصل از این تحقیق تعداد 61 ناحیه اثر (متعلق به 61 ایستگاه مورد مطالعه) است. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایستگاه های واقع در نواحی همگن می توان نتیجه گرفت که فاصله جغرافیایی حوضه ها الزاما دلالت بر همگنی یا عدم همگنی آنها ندارد. نتایج این مطالعه بیانگر کارایی روش تحقیق مورد استفاده در تعیین مناطق همگن حوضه های آبخیز دریای خزر دارد.