پيش بيني و مدل سازي خواص فيزيكي و شيميايي منابع آب زيرزميني حوضه شرقي درياچه اروميه با استفاده از مدل شبكه عصبي مصنوعي

Prediction an‎d modeling of physical an‎d chemical properties of groundwater sources in the eastern basin of Lake Urmia using artificial neural network model

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش محيط زيست

دانشگاه پيام نور مركز شيراز

1403

1403/11/14

CD

ي،73صص

اسراري،الهام

-

63-71صص

دانشگاه پيام نور مركز شيراز

كيفيت آب زيرزميني يك جنبه حياتي از منابع آب است كه به طور قابل توجهي بر سلامت انسان، محيط زيست و توسعه اقتصادي تأثير مي گذارد. اين به ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي آب هاي زيرزميني اشاره دارد كه مي‌تواند به طور گسترده اي بر اساس مكان و فعاليت‌هاي اطراف متفاوت باشد. شاخص كيفيت آب آبياري ابزار جامعي است كه براي ارزيابي كيفيت آب‌هاي زيرزميني، به ويژه براي اهداف آبياري استفاده مي شود. اين شاخص پارامتر فيزيكي و شيميايي را براي ارائه يك مقدار عددي واحد در ارتباط با كيفيت آب را نشان ميدهد و تصميم‌گيري آسان‌تر را براي مديريت كشاورزي و زيست‌محيطي تسهيل مي‌كند. در اين مطالعه جهت تعيين كيفيت آب زير زميني و مدل‌سازي مكاني و زماني آن، از شاخص كيفيت آب (WQI) استفاده گرديد. با توجه به اهميت مطالعاتي درياچه اروميه، منطقه مورد مطالعه 54 ايستگاه از حوضه‌هاي شرق درياچه اروميه و بازه زماني 1387 تا 1400 انتخاب شد. جهت انجام اين تحقيق ابتدا شاخص كيفيت آب (WQI)با استفاده از پارامترهاي شيميايي موجود براي هر ايستگاه به صورت سالانه تعيين و سپس با استفاده از مدل درونيابي معكوس فاصله تغييرات مكاني و زماني تفسير گرديد. سپس با استفاده از دو مدل شبكه عصبي مصنوعي (ANN) و هيبريد حافظه كوتاه مدت طولاني و شبكه عصبي كانولوشن (CNN-LSTM) شاخص WQI براي سال بعد پيش بيني شد. به منظور ارزيابي عملكرد مدل‌هاي استفاده شده از سه شاخص R2، RMSE و NSE استفاده شد. نتايج مدل‌سازي مكاني و زماني نشان داد، شاخص WQI در ناحيه شمال شرقي درياچه اروميه و در سال 1400 افزايش يافته و در محدوده خيلي ضعيف قرار گرفته است. از طرفي ارزيابي دو مدل پيش بيني نشان داد كه مدل CNN-LSTM با RMSE برابر با 88/46، R2 برابر با 92/0 و NSE برابر با 79/0 در مقايسه با مدل ANN با RMSE برابر با 09/71، R2 برابر با 71/0 و NSE برابر با 51/0 عملكرد بالايي داشته و شاخص WQI سالانه را با دقت بالايي پيش بيني مي‌كند.

1404/07/22

منظر جعفري

78981