Journal of Water and Soil Science

fa تخمین ابعاد فرسایش بستر در پایین‌دست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل با استفاده از روش برخورد گروهی با داده‌ها (GMDH) Estimation of Local Scour Dimension below Siphon Spillway with the Ski-jump Bucket Energy Dissipater Using the Group Method of Data Handling (GMDH) عمومی Ggeneral پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">بررسی پدیده فرسایش موضعی در پایین‌دست سازه‌های هیدرولیکی آنقدر پیچیده است که به‌راحتی نمی‌توان یک مدل عمومی برای تخمین صحیح ابعاد فرسایش توسعه داد. در چند دهه اخیر استفاده از روش‌های داده محور برای مدل‌سازی و پیش‌بینی رفتار نامعلوم یا پیچیده سیستم‌ها گسترش یافته است. یکی از انواع این روش‌ها، روش برخورد گروهی با داده‌ها (GMDH) است که با رویکرد خود سازماندهی داده‌ها، به‌تدریج مدل‌های پیچیده‌تری را در طول ارزیابی عملکرد مجموعه داده‌های ورودی و خروجی تولید می‌کند. هدف از انجام این تحقیق بررسی کارائی روش GMDH و توسعه مدلی بر مبنای آن برای تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش (ماکزیمم عمق آب‌شستگی، فاصله ماکزیمم عمق آب‌شستگی تا لبه سرریز و طول حفره فرسایش) در پایین‌دست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل برای مجموعه‌ای از داده‌های مشاهداتی آزمایشگاهی است. 80 درصد داده‌ها در دوره آموزش و 20 درصد باقی‌مانده برای دوره آزمون استفاده شد. متوسط مقادیر معیارهای آماری MSRE، MPRE، CE وRB در دوره آزمون برای تابع انتقالی غیرخطی درجه دوم (FUNC1) به‌ترتیب 92/0، 02/0، 74/8 و 01/0- و برای تابع انتقالی غیرخطی درجه اول (FUNC2) به‌ترتیب 85/0، 02/0، 43/10 و 02/0- محاسبه شدند و نتایج نشان داد عملکرد (FUNC1) بهتر از (FUNC2) بوده است. همچنین مقدار ضریب تبیین (R2) برای تخمین ابعاد هندسه حفره فرسایش با روش‌های رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی و شبکه‌های عصبی نیز مقایسه شد. نتایج حاکی از عملکرد بسیار مناسب مدل توسعه داده شده GMDH در تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش است.</div> <div style="text-align: justify;">The investigation of local scour below hydraulic structures is so complex that makes it difficult to establish a general model to provide an accurate estimation for the local scour dimension. During the last decades, Data Driven Methods (DDM) have  been used extensively in the modeling and prediction of unknown or complex behaviors of systems One of these methods is Group Method of Data Handling (GMDH), that is a self-organization approach and increasingly produces a  complex model during the performance evaluation of  the input and output data sets. So, the objective of this study was to investigate the potential of the GMDH method in the accurate estimation of local scouring geometry (maximum scour depth, the distance of maximum local scour depth till Ski-jump bucket and length of local scour) below the Siphon spillway with Ski-jump bucket energy dissipaters for a set of experimental data. 80% of data set was used for the training period and the remaining data set was used for the test period. The average values of MSRE, MPRE, CE and RB for the nonlinear second order transfer function (FUNC1) were calculated to be 0.92, 0.02, 8.74, -0.01; also, for the nonlinear first order transfer function (FUNC2), they were 0.85, 0.02, 10.43 and -0.02, respectively. The results indicated that the performance of FUNC1 was better than FUNC2. Also, the value of the coefficient of determination (R2) for the estimation of local scour dimension using different methods such as s linear regression, nonlinear regression and ANN indicated the high performance of the developed model of GMDH in the accurate estimation for local scour dimensions.</div> روش‌های داده محور, فرسایش, GMDH, سرریز سیفونی, مدل‌سازی, پرش اسکی Data Driven Methods, Local Scour, GMDH, Siphon Spillway, Modeling, Ski-jump Bucket. 227 237 http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3185-1&slc_lang=fa&sid=1 K. Qaderi کورش قادری kouroshqaderi@uk.ac.ir Yes 1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran. 1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان R. Jafarinia رضا جعفری نیا No 2. Dept. of Water Eng., Islamic Azad Univ. of Arak, Arak, Iran. 2. گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، ایران B. Bakhtiari بهرام بختیاری No 1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran. 1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان Z. Afzali Goruh زهرا افضلی گروه No 1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran. 1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان