Kinh tế càng phát triển thì lượng chất thải xả ra môi trường ngày càng lớn. Các chất thải này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng tài nguyên nước ở khu vực xả thải, và tác động xấu đến các hoạt động dân sinh – kinh tế. Hiện nay, các giải pháp bảo vệ tài nguyên nước đang sử dụng các phương pháp như: tính toán chỉ số chất lượng nước, phương pháp đánh giá nhanhvà đánh giá khả năng tiếp nhận chất thải của nguồn nước… Các phương pháp này có ưu điểm là đơn giản nhưng những đánh giá chỉ mang tính chất tĩnh, trong khi tài nguyên nước là một tài nguyên động (biến đổi theo không gian và thời gian) và có tính hệ thống. Do đó cần nghiên cứu phương pháp mô phỏng chất lượng nước tốt hơn để tăng độ chính xác của kết quả mà không phụ thuộc quá nhiều vào các giả thiết như phương pháp truyền thống.
Mạng nơron nhân tạo là hướng tiếp cận mới trong công tác nhận dạng và dự báo tài nguyên nước. ANN được coi là công cụ mạnh để giải quyết các bài toán có tính phi tuyến, phức tạp và đặc biệt trong các trường hợp mà mối quan hệ giữa các quá trình không dễ thiết lập một cách tường minh như diễn biến của chất lượng nước và các yếu tố ảnh hưởng (tải lượng chất ô nhiễm, vị trí xả thải, lưu lượng nguồn nước,…). Một ưu điểm vượt trội của mô hình mạng nơron nhân tạo là khả năng tự học và điều chỉnh các trọng số để kết quả tính toán phù hợp với thực tế mà không phụ thuộc vào ý kiến chủ quan.
Từ những những lý do đề tài:“Nghiên cứu ứng dụng mạng nơron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) trong tính toán lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt” được đề xuất. Mục tiêu chính của đề tài là: Nghiên cứu phương pháp ANN trong dự báo chất lượng nước mặt làm căn cứ lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặt;Đề xuất nội dung và quy trình tính toán dự báo chất lượng nước mặt bằng phương pháp ANN trên lưu vực; Thử nghiệm tính toán phương án bảo vệ tài nguyên nước cho một tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Cầu.
Để đạt được các mục tiêu dự kiến, đề tài cần thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:
– Nghiên cứu tổng quan về mô hình mạng thần kinh nhân tạo trên thế giới. Đề xuất các dạng mô hình nơron nhân tạo trong bài toán mô phỏng, dự báo chất lượng nước.
– Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt trong lưu vực và lựa chọn những nhân tố được tính toán làm thông số đầu vào trong mô hình nơron nhân tạo.
– Thiết lập mô hình nơron nhân tạo trong mô phỏng, dự báo chất lượng nước.
– Đánh giá tình hình số liệu của lưu vực sông Cầu về mức độ đáp ứng các thông số đầu vào của mô hình nơron nhân tạo được thiết lập. Đề xuất thu thập, điều tra bổ sung số liệu.
Nghiên cứu ứng dụng mạng nơron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) trong tính toán lựa chọn phương án bảo vệ tài nguyên nước mặtgóp phần mở ra một hướng nghiên cứu mới trong trong mô phỏng và dự báo chất lượng nước, góp phần tìm ra cách thức, giải pháp hợp lý để triển khai hiệu quả việc bảo vệ môi trường nước, góp phần vào việc bảo vệ môi trường, làm cơ sở khoa học – quản lý quan trọng giúp các nhà chiến lược đưa ra các kế hoạch chiến lược phát triển kinh tế – xã hội theo định hướng bền vững nhằm bảo vệ TNN hợp lý.
