Dergiler / Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi / 2016 / Cilt: 21 - Sayı: 2

EVALUATION OF EMPIRICAL MODELLING TECHNIQUES FOR THE ESTIMATION OF SEDIMENT AMOUNT IN RIVERS

Nehirlerde Sediment Miktarının Belirlenmesinde Ampirik Modelleme Tekniklerinin Değerlendirilmesi

Sayfa
309–317
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlar ANN'nin en etkili yöntem olduğunu (r2pred = 0.94) ve onu SVM'nin takip ettiğini (r2pred=0.72) göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Nehirlerdeki sediment taşınım süreçleri uzun yıllardır önemli bir araştırma konusu olmuştur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışma, bu ilişkiyi göstermeyi ve dört farklı modelleme tekniği olan MLR, PLS, SVM ve ANN metotlarını kullanarak sediment miktarını hesaplamayı amaçlamaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlar ANN'nin en etkili yöntem olduğunu (r2pred = 0.94) ve onu SVM'nin takip ettiğini (r2pred=0.72) göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Nehirlerdeki sediment taşınım süreçleri uzun yıllardır önemli bir araştırma konusu olmuştur. Nehirlerde taşınan sediment miktarı, nehrin akımı ve sediment konsantrasyonu ile güçlü bir ilişki içerisindedir. Bu çalışma, bu ilişkiyi göstermeyi ve dört farklı modelleme tekniği olan MLR, PLS, SVM ve ANN metotlarını kullanarak sediment miktarını hesaplamayı amaçlamaktadır. Türkiye'nin Doğu Akdeniz bölgesinde yer alan Göksu Nehri'ne ait akım, sediment konsantrasyonu ve sediment miktarı modellerde girdi verisi olarak kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, nehir akımıyla taşınan sediment miktarının tahmin edilmesinde ANN modelleme tekniğinin etkisini değerlendirmektir. Verilerin yüzde ellisi modelin geliştirilmesi için öğrenme seti olarak, kalan veriler ise modelin validasyonu için test seti olarak kullanılmıştır. Test setinin belirleme katsayısı (r2pred) dikkate alınarak dört modelin performansı değerlendirilmiştir. Sonuçlar ANN'nin en etkili yöntem olduğunu (r2pred = 0.94) ve onu SVM'nin takip ettiğini (r2pred=0.72) göstermektedir. MLR ve PLS ise Göksu Nehri'ndeki sediment miktarının belirlenmesinde en az etkili yöntemlerdir (r2pred = 0.67). Bu nedenle, nehirdeki sediment miktarını tahmin etmek için en etkili yöntem, ANN'nin farklı konfigürasyonları çalışılarak araştırılmıştır

Abstract

The sediment transport processes of streams have been the subject of research for many years. Sediment amount carried by a river is strongly correlated with the river's flow rate and sediment concentration. This study aims to represent this correlation and to estimate the sediment amount using four different modelling techniques: MLR, PLS, SVM, and ANN. Records of river flow, sediment concentration and sediment amount obtained from the Göksu River, located in the Eastern Mediterranean region of Turkey, are used as input data in the models. The aim of is this study is to evaluate the effectiveness of ANN modelling in the estimation of sediment amount carried by river flow. Fifty percent of the data are used as training set to develop the models. The other half of the data is used for verification set. The performance of the four models is evaluated by determination coefficient of prediction set (r2pred). The results indicate that ANN is the most effective method (r2pred = 0.94), followed by SVM (r2pred = 0.72). MLR and PLS methods are the least effective techniques (r2pred = 0.67) for estimating sediment amount in the Göksu River. Therefore, ANN approach is further studied to propose the best configuration for the prediction of river sediment amount

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GÜVEN, B., AKDOĞAN, Z. (2016). EVALUATION OF EMPIRICAL MODELLING TECHNIQUES FOR THE ESTIMATION OF SEDIMENT AMOUNT IN RIVERS. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt: 21 - Sayı: 2, 309–317. https://ajindex.com/articles/330006

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (5)

  1. Abrahart, R.J. and White, S.M. (2001). Modelling sediment transfer in Malawi: Comparing backpropagation neural network solutions against a multiple linear regression benchmark using small data sets, Physics and Chemistry of the Earth (B), 26(1), 19-24. doi: 10.1016/S1464-1909(01)85008-5
  2. Arı Güner, H.A., Yüksel, Y. and Çevik, E.Ö. (2013). Longshore sediment transport-field data and estimations using neural networks, numerical model, and empirical models, Journal doi: http://dx.doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-11-00074.1 Coastal Research, 29(2), 311 - 324. Bhattacharya, B., Price, R.K. and Solomatine, D.P. (2005). Data-driven modelling in the context of sediment transport, Physics and Chemistry of the Earth, 30(4), 297-302. doi: 10.1016/j.pce.2004.12.001 Dietrich, C.R., Green, T.R. and Jakeman, A.J. (1999). An analytical model for stream sediment transport: application to Murray and Murrumbidgee river reaches, Australia, Hydrological 1085(19990415)13:5_____763::AID-HYP779>3.0.CO;2-C 13(5), 763-776. doi: 10.1002/(SICI)1099 Engelund, F. and Fredsoe, J. (1976). A sediment transport model for straight alluvial channels, Nordic Hydrology, 7(5), 293-306.
  3. Jarritt, N.P. and Lawrence, D.S.L. (2007). Fine sediment delivery and transfer in lowland catchments: Modelling suspended sediment concentrations in response to hydrological forcing, Hydrological Processes, 21(20), 2729-2744. doi: 10.1002/hyp.6402 Kettner, A.J. and Syvitski, J.P.M. (2008). HydroTrend v.3.0: A climate-driven hydrological transport model that simulates discharge and sdiment load leaving a river system, Computers & Geosciences, 34(10), 1170-1183. doi:10.1016/j.cageo.2008.02.008 Kisi, O. (2012). Modeling discharge-suspended sediment relationship using least square support doi:10.1016/j.jhydrol.2012.06.019 Journal of Hydrology, 456-457, 110-120.
  4. Krause, P., Boyle, D.P. and Base, F. (2005). Comparison of different efficiency criteria for hydrological model assessment, Advances in Geosciences, 5, 89-97. doi:10.5194/adgeo-5- 89-2005 MDM (Molegro Data Modeller) User Manual, 2013. http://www.clcbio.com/files/usermanuals/MDM_manual.pdf (last accessed in June 2016)
  5. Nelson, P.A., Smith, J.A. and Miller, A.J. (2006). Evolution of channel morphology and hydrologic response in an urbanizing drainage basin, Earth Surface Processes and Landforms, 31(9), 1063-1079. doi: 10.1002/esp.1308 Roy, K., Kar, S. and Ambure, P. (2015). On a simple approach for determining applicability domain of QSAR models, Chemometrics and Intel