توسعه مدل تشخیص الگوی فازی به منظور ارزیابی پتانسیل فرسایش‌پذیری حوضه‌ها بر مبنای روش PSIAC

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سازه های هیدرولیکی، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در کشورهای مختلف جهان روشهای تجربی و ریاضی متعددی جهت ارزیابی و برآورد شدت فرسایش خاک و تولید رسوب مورد استفاده قرار می‌گیرد. از میان این روشها می‌توان به روش PSIAC که بیشترین عوامل مؤثر را در محاسبه فرسایش خاک و تولید رسوب در نظر می‌گیرد اشاره نمود. در الگوی کمّی سازی شاخصهای PSIAC، فضای متغیرهای ورودی به محدوده هایی با مرزهای مشخص تقسیم بندی شده است. بنابراین تابع شاخص PSIAC نسبت به متغیرهای ورودی پیوسته نبوده و ممکن است با تغییر پارامترهای ورودی در فضای این محدوده‌های صریح، شاخص نهایی خروجی سیستم نیز دچار ناپیوستگی شود. عدم قطعیت موجود در شناخت و به تبع آن تصمیم‌گیری در مورد میزان فرسایش‌پذیری، یک عدم قطعیت مبهم و به عبارتی دیگر فازی است. در این مطالعه به ارائه یک مدل تشخیص الگوی فازی بر مبنای پارامترهای PSIAC پرداخته شده است. این سیستم دارای طبیعت پیوسته بوده و نسبت به محدوده تغییرات پارامترهای کمّی ورودی، دارای حساسیت مناسب می‌باشد و از لحاظ مفهومی قادر است تغییرات مذکور را در خروجی اعمال نماید. بر این اساس جهت تعیین پتانسیل فرسایش‌پذیری حوضه دریانچای از هر دو روش، PSIAC و تشخیص الگوی فازی بر مبنای روش PSIAC(FPR-PSIAC)، استفاده شد و نتایج حاصل با هم مقایسه گردید. بررسیها نشان می‌دهند هرچند روند کلی پتانسیل فرسایش پذیری حوضه در هر دو روش فوق به نتایج نزدیکی منجر می شوند، به دلیل نوع محاسبات و هموارسازی و ایجاد پیوستگی بیشتر در روش تشخیص الگوی فازی، برخی اختلافات بین نتایج این دو روش دیده می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

PSIAC Based Fuzzy Pattern Recognition Methodology for Watershed Erodibility Evaluation

نویسندگان [English]

  • Shahin Fathi Malek Kian 1
  • Abbas Afshar 2
  • Seyed Jamshid Moosavi 3
1 M.Sc. of Hydraulic Structures, Iran University of Science and Technology
2 Prof., Civil Eng. Dept., Iran University of Science and Technology
3 Associate Prof., Civil and Environmental Eng. Dept., Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

Various experimental and mathematical methods have been developed to assess the soil erosion potential and sediment yield. Among theses methods, the PSIAC method is one of the well known parametric and index methods. The uncertainty about recognition and decision of erodibility is an ambiguous uncertainty or on the other hand is a fuzzy problem. Furthermore, in PSIAC pattern, the space between input variables is divided into explicit and fixed sets so that the PSIAC indices of the input variables are not continuous. Hence, any variation of input parameter in this space and its effect will not be appeared at the final output PSIAC index. Due to the foregoing matters, in this study a fuzzy recognition approach is presented on the basis of PSIAC parameters. This method has a continuous form and is sensitive to the parameters variation in the discretized schemes. From conceptual point of view, the mentioned variations can be considered in the model output by fuzzy method. As a case study, both PSIAC and fuzzy pattern recognition were utilized to find the erodibility potential of Daryanchai watershed. The obtained results show, although the main trend of the erodibility potential in  both methods is similar, some differences can be seen between the results of the two methods. These differences can be related to the computation schemes of the methods and continuous computational space of fuzzy approach in comparison with the PSIAC method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Assessing Erodibility Potential
  • PSIAC
  • Fuzzy Pattern Recognition
  • Daryanchai Watershed

1- شیخ‌حسنی، ح. (1374). ” تولید رسوب در واحدهای فرسایشی حوضه آبخیز سد مخزنی طالقان. “ پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم انسانی.

2- خدری تاژان، ب. (1382). ” کاربرد منطق فازی در اولویت بندی عملیات آبخیزداری در حوزه آبخیز شهرستانک کرج. “پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی.

3- Pacific Southwest Inter-Agency Committee (1968). Report on factors affecting sediment yield in the Pacific Southwest area and selection and evaluation of measures for the reduction of erosion and sediment yield, Water Management Subcommittee, Sedimentation Task Force.

4- PSIAC Report (2000). Sediment assessment and evaluation study for Lake Louise and Cottonwood Lake Hand, Hyde, Faulk, and Spink Counties South Dakota, United States Department of Agriculture Natural Recourses Conservation Service South Dakota in Cooperation with South Dakota. Department of Environment and Natural Resources and Hand County Conservation District.

5- Shouyu, C., and Guangtao, F. (2003). “A DRASTIC-based Fuzzy Pattern Recognition Methodology for Groundwater Vulnerability Evaluation.” Hydrological Sciences, 48(2), 200-211.

6- نیک‌جو، م.ر. (1374). ” ارزیابی کاربرد مدل PSIAC در برآورد فرسایش و رسوب حوزة آبخیز دریانچای.“ پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی.