بررسی مدل ریاضی و توسعه روش I-JAYA به منظور برآورد بهینه پارامترهای منحنی نگهداشت آب خاک

اندازه­گیری مستقیم منحنی نگهداشت آب خاک، پرزحمت، وقت­گیر و هزینه­بر می­باشد، لذا از مدل­های ریاضی و فن های بهینه­سازی برای برآورد پارامترهای آن استفاده می شود. در این پژوهش، روش I-JAYA برای حل مسئله بهینه­سازی معرفی و توسعه داده شد. برای بررسی کارایی این روش، ۱۲ نمونه خاک با ۶ بافت متفاوت از ۹ منطقه مختلف دنیا مورداستفاده قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا با به کارگیری الگوریتم ژنتیک و مدل­های متداول ریاضی مسئله بهینه­سازی حل شده و با استفاده از نمودارهایTaylor ، متوسط شاخص ضریب تعیین و زمان محاسباتی، مناسب ترین مدل انتخاب شد. مدل ریاضی Fredlund-Xing  در حالت دو-وجهی و مدل Brooks-Corney به ترتیب با متوسط ضریب تعیین ۹۱۳/۰و ۸۲۵/۰، بهترین و بدترین نتایج این مرحله را ارائه دادند. سپس با استفاده از مناسب ترین مدل، مسئله بهینه­سازی با الگوریتم های DE، SSA، JAYA و هم­چنین I-JAYA حل شده و مقادیر متوسط ضریب تعیین به ترتیب ۹۱۹/۰، ۹۳۱/۰، ۹۲۱/۰ و ۹۵۸/۰ به دست آمد. نتایج حاکی از ارتقا ۱۶% متوسط شاخص ضریب تعیین، با انتخاب مدل مناسب ریاضی و همچنین استفاده از روش I-JAYA می­باشد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم های فراکاوشی ، بافت خاک ، بهینه سازی ، پارامترهای آماری ، پتانسیل ماتریک