تحلیل وضعیت کیفیت آب رودخانه با استفاده از مدلهای محاسبات نرم

کد مقاله : 1035-IWWA (R1)

نویسندگان

نرگس سنجری نبستانی * ندارم

چکیده مقاله

آب‌های سطحی ازجمله منابع آب‌های شیرین محسوب می‌شوند و به دلیل توسعۀ صنعت، کشاورزی و شهرنشینی، از نظر کمی و کیفی درمعرض تهدید قرارگرفته‌اند. مدیریت کیفیت آب منوط به تصمیمات صحیح مدیریتی است. استفاده از شاخص کیفیت آب (WQI) به تعیین و تخمین سلامت کیفی آب کمک می‌نماید. درسال‌های اخیر، استفاده از انواع روش‌های هوش مصنوعی در آنالیز کیفی منابع آب‌های سطحی از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشند. لذا در تحقیق حاضر، جهت تخمین شاخص کیفی آب رودخانه کارون از مدل‌های‌ محاسبات نرم Random Forest, SVM, AdaBoost و XGBoostاستفاده گردید. بدین منظور، از داده‌های اخذ شده مربوط به نه ایستگاه آب‌سنجی رودخانۀ کارون که شامل سیزده متغیر ورودی کیفیت آب شامل اکسیژن محلول، اکسیژن موردنیاز شیمیایی، اکسیژن موردنیاز بیولوژیکی، هدایت الکتریکی، نیترات، نیتریت ، فسفات، کدورت، شاخص اسیدیته، کلسیم، منیزیم، سدیم و دما می‌باشند، استفاده گردید. در این مطالعه، جهت آنالیز حساسیت پارامترهای کیفی ورودی، از روش حذفی استفاده گردید. نتایج شاخص‌های آماری نشان داد که مدل AdaBoostبا داشتن مقادیر ضریب همبستگی، میانگین خطای مطلق و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر با999/0، 061/0و229/0 در مرحلۀ آزمایش در مقایسه با سایر مدل‌ها دارای عملکرد بهتری می‌باشد. همچنین بعد از آنالیز حساسیت مشخص گردید که دو پارامتر BOD( اکسیژن موردنیاز بیولوژیکی) و Mg2+(منیزیم) به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر عملکرد مدل AdaBoost در پیش بینی شاخص کیفیت آب(WQI) داشتند.

کلیدواژه ها

شاخص کیفی آب، محاسبات نرم، آنالیز حساسیت، رودخانۀ کارون

وضعیت: پذیرفته شده