ارزیابی روش‌های درون‌یابی و فازی در تخمین مقدار آرسنیک آب‌های زیرزمینی، مطالعۀ موردی آبخوان دشت خوی

Abstract

بررسی و پهنه­بندی دقیق غلظت فلزات سنگین و به‌ویژه آرسنیک در منابع آب زیرزمینی، تأثیر زیادی در برنامه­ریزی و پایش مستمر منابع آب و جلوگیری از بروز مشکلات سلامت برای انسان­ها دارد. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی روش نوین­ استنتاج فازیِ سوگنو و مقایسة آن با روش‌های درون‌یابی وزن­دهی معکوس فاصله (IDW)، کریجینگ (ساده، عمومی و عادی) و کوکریجینگ در تخمین مقدار آرسنیک در محدودة آبخوان دشت خوی بود. بررسی نتایج بعد از بهینه­سازی المان‌های مؤثر در فرمول‌هایِ اجرای هر روش­ نشان ‌داد که ریشة میانگین مربعات خطا RMSE)) به‌علت تراکم کم و نحوة چیدمان چاه‌های نمونه‌برداری برای همة روش‌های درون‌یابی بالاست. در بین روش‌هایی که از داده‌های کمکی استفاده نمی‌کنند، روش‌های فازی سوگنو و IDW به‌ترتیب با RMSE برابر با ppb 5/26 و ppb 28 در قیاس با روش‌های کریجینگ برآورد بهتری داشتند. استفاده از داده‌های کمکی کلر، سدیم و آهن، دقتِ روش‌های کوکریجینگ و فازی را نسبت به حالت تک‌متغیره به‌ترتیب 46 و 51 درصد بهبود بخشید. علت اصلی برتری 19 درصدی روش فازی بر کوکریجینگ وابسته نبودن عملکرد روش فازی به نرمال بودن توزیع داده‌هاست. نتایج نشان داد که روش نوینِ­ فازی سوگنو در درون‌یابی مکانی انعطاف‌پذیرتر است و راحت­تر و سریع‌تر (هم از نظر اجرای کاربر و هم به‌لحاظ نرم­افزاری) ‌اجرا می‌شود.