gray wolf algorithm
در نشریات گروه پزشکی-
زمینه و هدف
: امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی و کاهش نزولات جوی در سطح کشور و به خصوص استان همدان، نرخ دسترسی به منابع آب سطحی کاهش یافته و لذا، میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی به شدت افزایش یافته است که این موضوع موجب تغییر در کیفیت این منابع برای مصارف گوناگون شده است. در نتیجه، لزوم پایش کیفی منابع آب زیرزمینی نیز اهمیت دوچندانی یافته است. از این رو، در این پژوهش با استفاده از مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم فراابتکاری گرگ خاکستری نسبت به مدل سازی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت کبودرآهنگ واقع در شمال غربی استان همدان در سال 1401 اقدام شد.
مواد و روش هادر این پژوهش، داده های کیفی منابع آب زیرزمینی مربوط به چاه های دشت کبودرآهنگ به سه بخش آموزش (%70)، اعتبارسنجی (%15) و آزمون (%15) تقسیم و با استفاده از مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم فراابتکاری گرگ خاکستری مدل سازی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت کبودرآهنگ انجام شد.
یافته هانتایج نشان داد که مدل ارائه شده قابلیت بالایی در پیش بینی کیفیت آب زیرزمینی بر اساس سه متغیر pH، EC و TDS داشته است. مقدار 0/9975 = R نشان دهنده پیشگویی بالای متغیرها بود. نتایج حاصل از پیاده سازی شبکه عصبی مصنوعی بیان گر صحت بالا و همچنین قابلیت بالای پیش بینی و خطای اندک مدل بود که این خطا با کمک الگوریتم گرگ خاکستری کاهش یافت. بنابراین، می توان اذعان داشت علی رغم این که الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی تا حد بالایی قادر به پیش بینی کیفیت آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه بود، الگوریتم گرگ خاکستری با کاهش خطای پیش بینی، این عملکرد را تکمیل و مقدار بهینگی مدل را افزایش داد.
نتیجه گیریالگوریتم های شبکه عصبی مصنوعی و بهینه سازی گرگ خاکستری مکمل هم بوده و عملکرد خوبی برای پیش بینی تغییرات کیفی منابع آب زیرزمینی از خود نشان می دهند.
کلید واژگان: کیفیت آب زیرزمینی، مدل سازی هوشمند داده ها، شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم گرگ خاکستری، دشت کبودرآهنگBackgroundClimate change and declining rainfall have significantly reduced access to surface water in Iran, particularly in Hamedan Province. This has led to increased reliance on groundwater resources, consequently altering their quality for various uses. Therefore, this study was conducted to develope a qualitative model for assess of groundwater resources in Kabudarahang Plain, Hamedan Province, using an Artificial Neural Network (ANN) and the Gray Wolf Optimizer (GWO) algorithm.
MethodsQualitative data of groundwater resources in Kabudarahang Plain were collected and analyzed over a decade (2012-2022). ANN modeling was employed to predict groundwater quality changes. Additionally, the GWO algorithm was integrated to enhance prediction accuracy. The model utilized three output or dependent variables (TDS, EC, and pH) and six input or independent variables (calcium, magnesium, chloride, sulfate, sodium, and turbidity).
ResultsThe ANN model demonstrated that over 99% of water quality variations can be attributed to the six input variables. Moreover, the GWO algorithm effectively reduced average prediction errors from 0.0015 to 0.0008.
ConclusionThe ANN algorithm exhibited high prediction accuracy, low prediction error, and model optimality, which were further enhanced by the GWO algorithm. This suggests that while the ANN model successfully predicted groundwater quality changes in the study area, the GWO algorithm refined the predictions, and improving the model's overall performance. Considering the complementary nature and effectiveness of ANN and GWO algorithms for prediction, their application to predict qualitative changes in groundwater resources in other regions is recommended.
Keywords: Groundwater quality, Intelligent data modeling, Artificial neural network, Gray wolf algorithm, Kabudarahang Plain
- 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.