Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11726
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorพนาลี ชีวกิดาการ-
dc.contributor.authorสุวลี ชูวาณิชย์-
dc.date.accessioned2018-03-15T01:56:50Z-
dc.date.available2018-03-15T01:56:50Z-
dc.date.issued2560-
dc.identifier.urihttp://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11726-
dc.descriptionวิทยานิพนธ์ (ปร.ด. (การจัดการสิ่งแวดล้อม))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2560th_TH
dc.description.abstractThe aim of this research was to develop the integrated artificial intelligence (Al) model to predict nitrogen effects at U-tapao canal. The research was split into two parts: 1) the water quality data analysis and 2) the development of Al model to predict the nitrate nitrogen (NO, -N) concentration in the U-Tapao canal. A water quality index (WQL) which consists of five parameters, namely dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, total coliform bacteria, fecal coliform bacteria, and ammonia nitrogen was used to analyze the water quality. Water samples were collected from 21 sampling sites during 2011-2015. K-means clustering analysis was used to cluster the groups of surface water quality in each sampling site by the percentage of WQl classification criteria. The results show that the surface water quality tends to be decadence, especially in the downstream of U-tapao canal. The problem areas are industrial areas and urban areas. The relationships between the daily values of six water quality parameters (EC, pH, turbidity, DO, ammonia-nitrogen (NH,-N), and NO, -N) and the flow rates were analyzed using correlation analysis. The correlation shows a very strong positive correlation (r=0.87) between EC and NO, -N, while the flow rate and NO, -N produced the largest negative relationship (r=-0.59) and moderate positive correlation. Two types of four layer ANNs of the feed-forward back propagation (FFBP) and cascade-forward back propagation (CFBP) types were constructed for the prediction of the level of NO, -N in the U-Tapao canal. Ninety six of EC and flow rate data, which were collected daily from December 2014 to March 2015, were used as inputs of the ANNs. It is found that the four layer FFBP with 2 neurons in the input layer, 20 neurons in the first hidden layor, 30 neurons in the second hidden layer (2-30-30-1), and a single neuron in the outpur layer with a lan-sigmoid transfer function is the optimal model. The FFBP model produces more accurate results than the CFBP model. Linsar regression analysis was usod to predict NO, -N, the regresaion aulysis posults were compared with the results of the ANNa and do potocomos of do ANDs was botor tan that of the lincar regression analysis, To model nitrogen loading under limited relevant water data, in both quality and quantity, GWLF was selected. The output data, which are comparable to the data obtained from existing complex models, obtained from running this model were then used to train the neural network which was used as the reference model for the developed Al-based nitrogen loading model. This model employs a fuzzy logic unit with an adjustable output membership functions. This adjustment is dependent on the differences of monthly predicted nitrogen loads and the values from both the reference model and measurement. The advantage of this approach is that, without recalibration, the system model will adjust the rule base of the fuzzy unit to reflect changes in parameters in the canal. The system model was then used to study the nitrogen loading under two scenarios, 1) the investment of municipal central waste water treatment systems and 2) the regulation of waste water discharges from factories. It is found that the investment has small impact to nitrogen loading due to main nitrogen loads are from point sources in the area.-
dc.language.isothth_TH
dc.publisherมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์th_TH
dc.subjectคุณภาพน้ำ คลองอู่ตะเภา (หาดใหญ่)th_TH
dc.subjectการจัดการคุณภาพน้ำ คลองอู่ตะเภา (หาดใหญ่)th_TH
dc.subjectปัญญาประดิษฐ์th_TH
dc.titleแบบจำลองเชิงบูรณาการผลกระทบของไนโตรเจนสำหรับพื้นที่ลุ่มน้ำย่อยคลองอู๋ตะเภาth_TH
dc.title.alternativeAn Integrated Nitrogen Effect Model for U-tapao Sub-basinth_TH
dc.typeThesisth_TH
dc.contributor.departmentFaculty of Environmental Management (Environmental Management)-
dc.contributor.departmentคณะการจัดการสิ่งแวดล้อม สาขาวิชาการจัดการสิ่งแวดล้อม-
dc.description.abstract-thงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อพัฒนาแบบจำลองโดยใช้เทคนิค ปัญญาประดิษฐ์ร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำนายผลกระทบของไนโตรเจนในคลองอู่ตะเภา โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน คือ 1) การวิเคราะห์ข้อมูลคุณภาพน้ำในพื้นที่ลุ่มน้ำย่อยคลองอู่ตะเภา 2) การพัฒนาแบบจำลองที่ใช้เทคนิคปัญญาประดิษฐ์เพื่อประมาณการภาระบรรทุกไนโตรเจนในคลองอู่ตะเภาบริเวณจุดตรวจวัดสะพานมหาวิทยาลัยหาดใหญ่ (UT16)ในการวิเคราะห์ข้อมูลคุณภาพน้ำจะใช้เทคนิคดัชนีคุณภาพน้ำทั่วไป (WOI) ซึ่งประเมินจาก คุณภาพน้ำ 5 พารามิเตอร์ คือ DO BOD TCB FCB และ NHL-N โดยใช้ข้อมูลคุณภาพน้ำในคลองอู่ตะเภาจำนวน 21 จุดตรวจวัดตั้งแต่ปี พ.ศ. 2554-2558 และใช้ข้อมูลเปอร์เซ็นต์ของเกณฑ์คุณภาพน้ำที่ประเมินจาก WO! มาจัดกลุ่มจุดตรวจวัดคุณภาพน้ำด้วยวิธีการจัดกลุ่มแบบเคมีน จากผลการวิเคราะห์พบว่าคุณภาพน้ำมีแนวโน้มเสื่อมโทรมมากขึ้นโดยเฉพาะบริเวณปลาย น้ำของคลองอู่ตะเภา จุดตรวจวัดที่คุณภาพน้ำเสื่อมโทรมจะอยู่บริเวณที่มีโรงงานอุตสาหกรรมและ ชุมชน ข้อมูลคุณภาพน้ำ 6 พารามิเตอร์ คือ EC pH ค่าความขุ่น DO NH,-N ค่าอัตรา การไหลถูกวิเคราะห์สัมประสิทธิสหสัมพันธ์กับ NO, -N ซึ่งพบว่าความสัมพันธ์ระหว่าง EC และ NO, -N มีความสัมพันธ์ในทิศทางเดียวกันและมีความสัมพันธ์กันสูงที่สุด (r=0.87) เมื่อเทียบ กับค่าพารามิเตอร์ตัวอื่น ขณะที่ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและ NO, -N มีความสัมพันธ์กันสูงที่สุดในทิศทางตรงกันข้าม (r=-0.59) และมีความสัมพันธ์กันในระดับปานกลางเมื่อ พิจารณาที่ค่าสัมประสิทธ์สหสัมพันธ์ แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม 2 รูปแบบ คือ Feed-Forward Back Propagation (FFBP) และ Cascade-Forward Back Propagation (CFBP) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ทำนายปริมาณ NO, -N โดยมี EC และอัตราการไหลเป็นข้อมูลนำเข้าจำนวนข้อมูล 96 ชุดข้อมูลในช่วงเดือนธันวาคม 2557 ถึงมีนาคม 2558 ในงานวิจัยครั้งนี้พบว่าโครงสร้างของแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมที่ดีที่สุดคือแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมแบบ FFBP ซึ่งประกอบด้วย 2 neurons ในชั้นข้อมูลนำเข้า 20 neurons ในชั้นซ่อนที่หนึ่ง 30 neurons ในชั้นซ่อนที่สอง (2-20-30-1) และแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมแบบสถาปัตยกรรม FFBP ให้ค่าประสิทธิภาพ ในการทำนาย NO, -N ที่ดีกว่าสถาปัตยกรรม CFBP เมื่อเปรียบเทียบค่าประสิทธิภาพในการทำนาย NO, -N ระหว่างการวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นและแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมแบบสถาปัตยกรรม FFBP ที่ดีที่สุดพบว่าแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมให้ค่าประสิทธิภาพที่ดีกว่าการวิเคราะห์การถดถอย ในการพัฒนาแบบจำลองโดยใช้เทคนิคปัญญาประดิษฐ์เพื่อประมาณการภาระ บรรทุกไนโตรเจนในคลองอู่ตะเภานั้น ในขั้นต้นผู้วิจัยเลือกใช้แบบจำลอง GWLF เนื่องจากเป็นแบบจำลองที่เหมาะสมกับพื้นที่ซึ่งมีข้อจำกัดเรื่องปริมาณและคุณภาพของข้อมูลที่ใช้จำลอง ผลการจำลองที่ได้สอดคล้องงานวิจัยในพื้นที่ที่ใช้แบบจำลองซึ่งมีความสลับซับซ้อนสูงกว่า ข้อมูลที่ได้จากการจำลองถูกใช้เป็นข้อมูลสำหรับสร้างแบบจำลองอ้างอิงของแบบจำลองโดยใช้เทคนิค ปัญญาประดิษฐ์ซึ่งอาศัยหลักการแบบปรับแต่งฟังก์ชันสมาชิก โดยตรวจสอบผลการจำลองที่ได้กับแบบจำลองอ้างอิงและภาระบรรทุกไนโตรเจนที่ประมวลผลมาจากค่า EC และอัตราการไหลที่ตรวจวัดจริง จุดเด่นของแบบจำลองนี้คือความสามารถในการปรับการทำนายให้สอดคล้องกับสภาพของพื้นที่ลุ่มน้ำย่อยคลองอู่ตะเภาที่อาจจะเปลี่ยนแปลงโดยที่ไม่ต้องอาศัยการปรับแต่งพารามิเตอร์ที่ใช้ในการจำลองใหม่ จากแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นผู้วิจัยได้นำไปศึกษาการเปลี่ยนแปลงของภาระบรรทุก ไนโตรเจนในลุ่มน้ำคลองอู่ตะเภาในสถานการณ์ต่าง ๆ ดังนี้ 1) การสร้างระบบบำบัดน้ำเสียรวมในพื้นที่เทศบาล 2) การระบายน้ำทิ้งตามมาตรฐานน้ำทิ้งที่ระบายออกจากโรงงานอุตสาหกรรมผลการศึกษาพบว่าการสร้างระบบบำบัดดังกล่าวมีผลกระทบน้อยต่อภาระบรรทุกไนโตรเจนที่เกิดขึ้นในคลองอู่ตะเภาเนื่องจากภาระบรรทุกไนโตรเจนส่วนใหญ่เกิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดมลพิษที่แน่นอนในพื้นที่-
Appears in Collections:820 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
420125.pdf4.34 MBAdobe PDFView/Open


Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.