Öz: Giriş: Suya duyulan ihtiyaç oldukça artan nüfus ve günümüz teknolojisiyle birlikte artan sanayileşmeyle beraber yaşanan iklim değişikliğine eş değer olarak sürekli artmaktadır. Su kaynaklarının oluşturulması ve nehir yataklarının su yapılarının yönetiminde tahmin yapabilen bir metodun kullanılması oldukça önemlidir. Özellikle uzun süreli tahmin yapabilmek, su kaynakları uygulamalarında , su kaynaklarının canlılar için kullanılmasında, sulamanın önem taşıdığı çeşitli yönetimlerinde, hidroelektrik enerji üretiminde ve sürdürülebilir su kaynaklarının geliştirilmesinde üreticiye aynı zamanda kullanıcıya uygun planlama imkanı sağlayabilmektedir.Küresel ısınmayla birlikte kuraklık arttığı için, su kaynaklarının kullanımı aynı zamanda işletilmesi gibi konular günümüzde önem kazanmıştır. Nehirlerde akım, ilgili kuruluşların nehirlerin belirli noktalarına kurdukları ölçüm istasyonları ile belirlenmektedir. Ancak, günümüze kadar kullanılan yöntemlerde çeşitli sebeplerle veri alınamaması ve istasyonlarda arıza olması gibi durumlarıyla karşılaşılmıştır. Bu gibi durumlarda eksik veriyi tamamlayabilmek için, son yıllarda yapay zeka teknikleri geliştirilmiş ve su kaynaklarının mühendisliğinde geniş kullanım alanı olan çeşitli yapay zeka yöntemleri kullanılarak nehir akım tahminlerinde kullanılmıştır.Bu kapsamda geliştirilen yapay zeka yönetemleri uzun ölçümlerin , insan eliyle yapılan çalışmayarın yanı sıra beklenilen sonuçların daha kısa sürede ve daha verimli bir şekilde sonuçlanmasını sağlar. Amaç: Su kaynakları mühendisliğinde, yağış ile akış arasındaki olan ilişkinin modellenmesi oldukça büyük önem göstermektedir. Söz konusu yağış-akış modelleri su kaynakları ile ilgili birçok problemde kullanılmakta ve aynı zamanda hidrolojik olayların işleyiş mekanizmaları hakkında belirgin ön bilgi vermektedirler. Modeller, bir akarsu havzasına düşen yağışı akarsu çıkışındaki akışa dönüştüren mekanizmayı esas almakta olup, fiziksel tabanlı yayılı modeller (beyaz kutu modelleri), kavramsal modeller (gri kutu modelleri) ve kapalı (kara) kutu modelleri olmak üzere üç sınıfa ayırmaktadırlar.Bu çalışmadaki istenilen amaç günlük akımlar üzerinde yapılan su yapılarının güvenilir ve ekonomik olmasını sağlamaktır.. Bu nedenle, akarsuyun herhangi bir kesitinde yapılacak bir su yapısı için gerekli olan akım değerlerinin bilinmesi önemlidir. Akımların tahmininde kullanılan çeşitli metotlar bulunmaktadır. Bu nedenlerden dolayı nehir akımlarının tahmini için kara kutu modeli olan yapay sinir ağlarını ve gri kutu modelinin incelenip karşılaştırılmasıyla günlük akımlar üzerinde etkisi araştırılarak bu kapsamda azalan su kaynaklarımızın verimli şekilde kullanılması, geleceğe yönelik su kaynakları sistemlerinin doğru şekilde planlanması ve işletilmesi amaçlanmıştır.Kapsam: Hidroloji alanındaki çalışmalarda yöntem kullanılmadan daha önce yapılması gereken ilk adım gerekli verilerin ölçümlerle toplanmasıdır. Hidroloji de bilimsel çalışmaların yapılması amacıyla su kaynağının karakterinin ve bunu etkileyen iklim, çevre koşulları gibi faktörler bilinmelidir. Bu sebeple su kaynaklarının bulunduğu alanlarda ölçümleme yapmak için istasyonların oluşturulması ve bu istasyonlar aracılığı ile periyodik zamanlarda yapılan ölçümler kayıt altına alınmalıdır. Günlük akım modellemesinin belirlenmesi için kapalı kutu, gri kutu modellerinden yöntemler seçilip istasyonlar aracılığıyla periyodik zamanda yapılan ölçümler alınıp birçok farklı girdi kombinasyonu ile Matlab ortamında kodlanan program vasıtasıyla çalıştırılarak seçtiğimiz yöntemler arasında kıyas yapılaması araştırmanın kapsamıdır. Bulgular: Araştırmamız sonunda görüldüğü üzere yapay zeka yöntemlerinden yapay sinir ağları modellerinin nehir akımları üzerinde çok rahatlıkla kullanılmasının uygun olduğu gözlenmektedir. Yapay sinir ağları yöntemi, insan beyni gibi öğrenebilen, öğrendiklerinden ileri ki zamanlarda öngörüde bulunabilen, aynı zamanda sonuçlar çıkarabilen, günümüz teknolojisine en uygun, mühendislik alanında kullanımı fazlalaşmaya başlayan ve gelişen, bir model olduğu gözlemiştir. Bu yöntemin günümüzde nehir akımları üzerinde kullanılan diğer yapay zeka yöntemlerinden ayıran en önemli özelliği, veri adedi arttıkça modeldeki mevcut veriler üzerine eklenerek, gerçeğe daha yakın sonuçlar çıkarabilmesidir. Sonuç: Yaptığım araştırmada gözlediğim sonuçlar yapay sinir ağlarının bu alanda rahatlıkla kullanılabileceğini, hata oranlarının mühendislik toleransları içinde kaldığını göstermiştir. Aynı zamanda yapay sinir ağları akım tahmin problemlerinde de kolaylıkla kullanılabilir. Yapay zeka yöntemleri günümüz gelişen teknolojisiyle her geçen gün kullanım alanlarını artırıp gelişmekle birlikte günlük hayatta da kullanımını artmıştır.
Anahtar Kelimeler: Yapay Zeka Yöntemleri, Yapay Sinir Ağları, Nehir Akımı
|
