کاربرد هوش مصنوعی در پیش‌بینی و مدیریت سیلاب‌های شهری مطالعه موردی: (محله‌های مرکزی تبریز)

کد مقاله : 1216-IWWA

نویسندگان

واحد ابراهیمی * دانشگاه مراغه

چکیده مقاله

سیلاب‌های شهری یکی از مهم‌ترین چالش‌های شهرهای مدرن، به‌ویژه در بافت‌های فرسوده و متراکم، تهدیدی جدی برای زیرساخت‌ها، سلامت عمومی و کیفیت زندگی شهروندان محسوب می‌شوند. شهر تبریز، با اقلیم نیمه‌خشک و بارش‌های فصلی شدید، و تمرکز بالای جمعیت در محله‌های مرکزی، از آسیب‌پذیری بالایی در برابر آب‌گرفتگی برخوردار است. این پژوهش باهدف بررسی کاربرد هوش مصنوعی در پیش‌بینی و مدیریت سیلاب‌های شهری، بر محله‌های مرکزی تبریز تمرکز دارد. داده‌های اقلیمی، هیدرولوژیکی و شهری طی دوره زمانی ۲۰۱۲–۲۰۲۲ جمع‌آوری و پیش‌پردازش شدند و ویژگی‌های کلیدی شامل شدت بارش، شیب زمین، مساحت سطوح نفوذپذیر و فاصله تا مسیرهای رواناب استخراج شد. سه الگوریتم یادگیری ماشین که شامل: شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی آموزش و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد الگوریتم جنگل تصادفی با کمترین خطا (8/9RMSE = ، 9/6MAE =) و بالاترین ضریب تعیین (89/0R2 =) عملکرد برتری نسبت به سایر مدل‌ها داشت و قادر به مدل‌سازی روابط پیچیده و غیرخطی عوامل مؤثر بر سیلاب بود. نقشه خطر شبیه‌سازی‌شده با استفاده از GIS نشان داد که بیشترین خطر در هسته مرکزی و بخش جنوبی محدوده مطالعه متمرکز است و همپوشانی قابل‌توجهی با رخدادهای ثبت‌شده گذشته دارد. یافته‌ها بر اهمیت بهره‌گیری از داده‌های چندمنبعی، توسعه پایگاه‌داده جامع و به‌کارگیری الگوریتم‌های هوش مصنوعی در مدیریت ریسک سیلاب و برنامه‌ریزی شهری هوشمند تأکید می‌کند. این مطالعه می‌تواند به‌عنوان راهنمای عملی برای شناسایی نقاط پرخطر، اولویت‌بندی اقدامات کاهش ریسک و ارتقای مقاومت شهری در برابر سیلاب در شهرهای ایران و مناطق مشابه مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها

سیلاب شهری، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، پیش‌بینی سیلاب، مدیریت ریسک سیلاب، جنگل تصادفی.

وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی