شبیه‌سازی روند تغییرات خصوصیات شیمیایی خاک در اثر آبیاری با پساب با استفاده از مدل برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP)

Abstract

با توجه به رشد روزافزون جمعیت در مناطق خشک و نیمه­خشک، محدودیت منابع آب رو به افزایش است. از این رو استفاده از آب­های غیرمتعارف به عنوان ابزار مهمی در مدیریت منابع آب در مناطق خشک به حساب می­آید. در این بین بهره‌گیری از پساب فاضلاب شهری برای آبیاری به صورت توأمان با طرح‌های بیابان‌زدایی از مواردی است که جای بررسی و مطالعه دارد. اثری که این گونه آب­ها بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک برجا می‌گذارد، اهمیت زیادی دارد. در دهه اخیر روش­های هوشمند مصنوعی به خاطر قابلیت شبیه­سازی فرآیندها در زمینه­های مختلف کاربرد زیادی پیدا کرده­اند. برنامه­ریزی بیان ژن (GEP) جزء الگوریتم­های تکاملی محسوب شده و قادر به بهینه­سازی ساختار مدل و مولفه­های آن می­باشد. در این تحقیق به ارزیابی توانایی و دقت مدل برنامه­ریزی بیان ژن(GEP) در شبیه­سازی تغییرات میزان سدیم، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک در زمین­های تحت آبیاری با پساب و زمین­های فاقد آبیاری در دشت قم پرداخته شد. برای مدل­سازی تغییرات خصوصیات شیمایی خاک، به صورت تصادفی70 درصد داده­های مشاهداتی مربوط به هدایت الکتریکی، اسیدیته و سدیم خاک به­منظور تعیین مدل مناسب مورد استفاده قرار گرفته و مابقی داده­ها در واسنجی مدل­های مورد نظر بهره برده­شد و پارامترهای شیمیایی خاک به عنوان متغیر مستقل و تیمار پساب به عنوان تابع انتخاب گردید. نتایج مقایسه ژنی نشان داد که برنامه­ریزی بیان ژن، به خوبی روند تغییرات خصوصیات شیمیایی خاک را مدل سازی کرده است و در بهترین حالت اجرای مدل، بالاترین مقدار ضریب تعیین، برای هدایت الکتریکی (97/0 =²R)، اسیدیته (96/0=²R) و سدیم محلول خاک (97/0=²R) محاسبه شد.