برآورد سرعت نفوذ نهایی خاک با استفاده از الگوریتم خوشه بندی فازی، روش نرو-فازی (ANFIS) و نظام استنتاج فازی (FIS)

نفوذ در هیدرولوژی سطحی و زیر سطحی نقش مهمی ایفا کرده و عامل کلیدی در معادلات بارش و رواناب است. استفاده از روش هایی که محدودیت های روش های تئوری و تجربی متداول تعیین روابط نفوذ را نداشته باشد، لزوم انجام آزمایش های پرهزینه و زمان بر تعیین مقادیر نفوذپذیری را به حداقل رسانده و تخمین مقادیر کاربردی آن را ممکن خواهد ساخت. در همین راستا در این تحقیق، میزان نفوذپذیری خاک در دشت ساحلی بهشهر-گلوگاه واقع در استان مازندران با استفاده از روش فازی، الگوریتم خوشه بندی فازی و همچنین شبکه عصبی-فازی انطباقی (نرو-فازی) برآورد گردید به طوری که درصد رطوبت وزنی پیشین خاک، درصد مواد آلی خاک و درصد آهک خاک به عنوان پارامترهای ورودی و سرعت نفوذ نهایی خاک به عنوان پارامتر خروجی مدل ها در نظر گرفته شدند و نتایج به دست آمده از این سه روش با مقادیر مشاهده ای نفوذ نهایی به روش تک استوانه مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، روش نرو-فازی با میانگین انحراف 0042/0سانتی متر در دقیقه، میانگین اختلاف 67/0 سانتی متر در دقیقه، ریشه میانگین مربعات خطای 21/1 سانتی متر در دقیقه و ضریب همبستگی 92/0 بهترین عملکرد را در تخمین سرعت نفوذ نهایی خاک در بین مدل های مورد مطالعه نشان داد، در حالی که الگوریتم خوشه بندی فازی با میانگین انحراف 0075/0، میانگین اختلاف 12/2، ریشه میانگین مربعات خطای 02/2 و ضریب همبستگی 88/0 و سیستم استنتاج فازی با میانگین انحراف 016/0، میانگین اختلاف50/2، ریشه میانگین مربعات خطای 45/2 و ضریب همبستگی 82/0 به ترتیب در رتبه های بعد قرار گرفتند. همچنین بیشترین همبستگی میان مقادیر مشاهده ای و برآورد شده در مدل نرو-فازی (85/0=R2) مشاهده گردید و پس از آن، مدل های الگوریتم خوشه بندی فازی (77/0=R2) و سیستم استنتاج فازی (66/0=R2) قرار گرفتند. در پایان این تحقیق پیشنهاد گردیده است تا با تهیه داده های بیشتر از مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و مقادیر نفوذپذیری محدوده مطالعات زمینه تخمین و مقایسه دقیق تر مدل های مورد مطالعه فراهم گردد.