Genetik İfadeli Programlama İle Taşkın Öteleme Modellemesi

Year 2019, , 263 - 273, 15.03.2019

Fevzi Önen , Şafak Ok Oral

https://doi.org/10.24012/dumf.399330

Abstract

Akarsuyun belirli bir kesimine ve ya hazneye giren taşkın dalgası su seviyesinin yükselmesine sebep olmakta ve bu değişim taşkın öteleme yöntemi ile incelenmektedir. Taşkın öteleme bir akarsuyun kesitinde taşkın verilerini kullanarak taşkın değişimini belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada 4 Kasım 1995 yılında Aksu Akarsuyunun bir kolu olan Sütçüler Değirmendere’ de meydana gelen, can ve mal kaybına yol açan Sütçüler taşkını, Taşkın öteleme metodu kullanılarak modellenmiştir. Yapay zekâ (Artificial intelligence) alanındaki ilerlemeler, yeni algoritma ve modelleri kullanarak mühendislik çalışmalarında (Su kaynakları, Hidrolik ve Hidrolojik olaylarda) fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışma, taşkın ötelenmenin modellenmesine bir alternatif olarak genetik programlamanın bir uzantısı olan Genetik ifadeli Programlama (GEP) metodunu sunmaktadır. Böylece taşkın öteleme tahmininde GEP metodu kullanılarak yeni modeller geliştirilmiştir. GEP yönteminde giriş debisi (I), çıkış debisi (Q) ve zaman (T) parametreleri kullanılmıştır. Modelin performansı determinasyon katsayısı (R2) ve Ortalama Karesel Hatanın Karekökü (RMSE) olmak üzere iki uygunluk ölçüsü ile değerlendirilmiştir. Model tabanlı GEP'in, taşkın öteleme tahmininde Muskingum modeli ve sonlu farklar metotlarına dayanan diğer çözüm tekniklerinden daha fazla performansa sahip olduğu görülmüştür.

Keywords

Taşkın öteleme, Doğal akarsular, GEP, Modelleme

References

• Ağıralioğlu, N., (1981), Akarsu Havzaları İçin Birleşik Bir Akış Modeli. Doçentlik Tezi.
• İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 125s, İstanbul, Atalay, O., (2008), Taşkın Hidrografının Elde Edilmesiyle İlgili Yöntemlerin Karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 90s, Kocaeli.
• Bagatur, T., Onen, F., (2018), Development of predictive model for flood routing using Genetic expression programming, Journal of Flood Risk Management, 11, 444-454
• Bagatur, T., Hamidi, N., (2014), Evaluation with stream characteristics of downstream flood problems after dam construction, Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 22(2), 96-104.
• Denrou, B.A., Houstis, E.N., Papatheodorou, T.S., Dendrou, S.A., (1978), Numerical methods for flood-routing problems, 37 p.
• Erkek, C., Ağıralioğlu, N., (2010), Su Kaynakları Mühendisliği, İstanbul,
• Ferreira, C., (2001), Gene expression programming: A new adaptive algorithm for solving problems. Complex Systems, 13(2), 87-129.
• Ferreira C., (2004), Gene expression programming and the evolution of computer programs. In: L.N. de Castro & F.J. Zuben, eds. Recent developments in biologically inspired computing, New York: Idea Group Publishing, 82–103.
• Ferreira, C., (2006), Gene Expression Programming: Mathematical Modeling by an Artificial Intelligence, 2nd Ed., Springer- Verlag, Germany.
• Fread, D.L., Lewis, J.M., (1991), Parameter optimization of dynamic routing models. Water Forum '86, World Water Issues in Evolution 1986, ASCE, , Long Beach, CA, USA, 443- 450
• Guven, A., Gunal, M., (2008), Genetic programming approach for prediction of local scour downstream hydraulic structures, J. Irrig Drain Eng, 134(2), 241–249.
• Hatunoğlu, B., (2010), Genetik Programlama, ODTÜ Bilgisayar Topluluğu Elektronik Dergisi
• Oral, O.Ş., (2017), Genetik İfadeli Programlama ile Taşkın Öteleme Modellemesi, Yüksek Lisans Tezi, Dicle üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
• Karahan, H., Gurarslan, G., (2014), Discussion of "Differential Quadrature Method in Open Channel Flows: Aksu River, Journal of Hydrologic Engineering, 19(9): 07014003.
• Koza, J. R., (1992), Genetic Programming: on the Programming of Computers by Means of Natural Selection MIT, Cambridge, UK.
• Onen F., Oral O.S., 2017, Flood Routing Model Using Genetic Expression Programming, 7th International Scientific Forum, ISF, Oxford, UK,481-490
• Onen F, Bagatur T, 2017, Prediction of flood frequency factor for Gumbel Distribution using regression and GEP model, Arabian Journal for Science and Engineering, 42(9) 3895-3906
• Özdoğan, İ., (2010), Akarsularda Taşkın Ötelenme Modelleri: Alara Çayı Uygulaması. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 126s, Isparta.
• Tingsanchali, T., Manandhar, S.K., (1985), Analytical diffusion model for flood routing, Journal of Hydraulic Engineering, 111(3) 435-454.
• Ülke, A., (2003), Muskingum Metodu Kullanılarak Taşkın Ötelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 93s, Isparta.