Medium-term forecasting for rain amounts and groundwater production : dear El-Balah city as a case study
Other Title(s)
توقع متوسط المدى لكميات الأمطار و إنتاج المياه الجوفية : مدينة دير البلح كدراسة حالة
Dissertant
Abu Amrah, Ihsan Abd al-Majid Sulayman
Thesis advisor
University
Islamic University
Faculty
Faculty of Information Technology
Department
Information Technology
University Country
Palestine (Gaza Strip)
Degree
Master
Degree Date
2018
Arabic Abstract
التنبؤ يعد من تقنيات تنقيب البيانات و يستفيد من المصادر العديدة لبيانات السلاسل الزمنية لاشتقاق القيمة من البيانات التاريخية و يساعد صانعي القرار في العمل على التخطيط الفعال.
تعتبر المياه الجوفية المصدر الرئيسي للمياه في غزة و الذي يتناقص بسبب النمو السكاني.
تم العثور على أزمة مياه حقيقية بسبب عدم هطول الأمطار.
وعلاوة على ذلك، فإن الزيادة في الطلب على المياه الجوفية و انخفاض هطول الأمطار، التي تعد المصدر الرئيسي لإعادة تغذية المياه الجوفية، ستؤدي إلى استنزاف آبار المياه الجوفية.
و نتيجة لذلك، فإن خلط مياه البحر بالمياه الجوفية يزيد من معدل الملوحة خاصة في المناطق التي تكون فيها الآبار قريبة من البحر الأبيض المتوسط في غزة.
حفر الآبار بدون سيطرة حكومية يزيد نسب الملوحة.
لذلك، من الضروري التركيز على العلاقة بين الأمطار - التي تغذي خزان المياه الجوفية و تقلل من ملوحتها – والنسب المئوية لإنتاج المياه الجوفية.
في هذه الرسالة، أجرينا تقنيات التنبؤ على مجموعتين حقيقيتين من البيانات كميات المياه الجوفية التي حصلنا عليها من وزارة الزراعة و كميات الأمطار من مصلحة مياه بلديات الساحل التابعة لمدينة دير البلح في قطاع غزة، تم استخدام خوارزميات التنبؤ التالية المتوسط المتحرك للانحدار الذاتي ( ARIMA ( ARIMA الهجينة مع، NN وETS و TBATS و ETS.
كان أفضل أداء للخوارزميات المطبقة على بيانات هطول الأمطار طبقا لمقياس خطأ متوسط النسب المطلقة ( MAPE ) هو ( ARIMA + NN ) الذي أعطى %21 - MAPE من ناحية أخرى، كانت ( ARIMA ) أفضل خوارزمية مطبقة على بيانات إنتاج الآبار التي حققت %4.9 = MAPE .
و قد أظهرت النتائج أنه بعد خمس سنوات سوف تنخفض كميات الأمطار و إنتاج المياه الجوفية مقارنة بالفترة من ( 2013 إلى 2017 ) بنسبة %8.4 ،%1.05 على التوالي بناء على هذه النتائج من المتوقع زيادة الملوحة في السنوات القادمة للمياه الجوفية مما يجعلها غير قابلة للاستخدام.
English Abstract
Forecasting is a data mining technique which benefits from numerous sources of time-series data to derive value from historical data and helps business decision-makers for effective planning.
Groundwater is the main water source in Gaza that decreasing due to population growth.
A real water crisis is found because of the lack of rainfall.
Moreover, an increase in demand for groundwater and reduced rainfall, which is the main source of groundwater recharge, will lead to the depletion of groundwater wells.
As a result, mixing seawater with groundwater increases the salinity rate, especially in areas where wells are close to the Mediterranean Sea in Gaza.
Wells digging without governmental control, increasing salinity percentages.
Therefore, it is necessary to focus on the relationship between rainfall - which feeds the groundwater reservoir and reduces its salinity - and the percentages of the production for the groundwater.
In this thesis, we conducted the forecasting techniques on two real data sets: the groundwater production amounts we gained from the Ministry of Agriculture and the rain amounts from the Coastal Municipalities Water Utility (CMWU) of Dear El-Balah City in the Gaza Strip.
The following forecasting algorithms are used: Auto-Regressive Integrated Moving Average (ARIMA), ARIMA combined with Neural Network (NN), Exponential Smoothing (ETS) and State Space Model with Box-Cox Transformation, ARMA Errors, Trend and Seasonal Components (TBATS) and ETS.
The best performance of applied algorithms on rainfall data according to Mean Absolute Percentage Error (MAPE) measure is (ARIMA+NN) which gave the MAPE = 21%.
On the other hand, (ARIMA) is the best algorithm applied to wells’ production data which achieved MAPE= 4.9%.
The results have shown that after five years the amounts of rainfall and groundwater production in comparison with the period from (2013 to 2017) will decrease by 8.4%, 1.05%, respectively.
Based on these results, the salinity is expected to increase in the coming years making the groundwater unusable.
Main Subjects
History and Geography
Information Technology and Computer Science
Topics
No. of Pages
99
Table of Contents
Table of contents.
Abstract.
Abstract in Arabic.
Chapter One : Introduction.
Chapter Two : Literature review.
Chapter Three : Related works.
Chapter Four : Methodology and model development
Chapter Five : Experimental results and discussion.
Chapter Six : Conclusion and future work.
References.
American Psychological Association (APA)
Abu Amrah, Ihsan Abd al-Majid Sulayman. (2018). Medium-term forecasting for rain amounts and groundwater production : dear El-Balah city as a case study. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Islamic University, Palestine (Gaza Strip)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-905427
Modern Language Association (MLA)
Abu Amrah, Ihsan Abd al-Majid Sulayman. Medium-term forecasting for rain amounts and groundwater production : dear El-Balah city as a case study. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Islamic University. (2018).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-905427
American Medical Association (AMA)
Abu Amrah, Ihsan Abd al-Majid Sulayman. (2018). Medium-term forecasting for rain amounts and groundwater production : dear El-Balah city as a case study. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Islamic University, Palestine (Gaza Strip)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-905427
Language
English
Data Type
Arab Theses
Record ID
BIM-905427
