مدل سازی ارتباط کیفیت آب های سطحی و سنجه های سیمای سرزمین با استفاده از سیستم استنتاج عصبی-فازی (مطالعه موردی: استان مازندران)

Abstract

تغییرات کیفیت آب، رویکرد مناسبی برای پایش آلودگی‌های غیر نقطه‌ای است. در مطالعه حاضر، اطلاعات کیفیت آب 81 ایستگاه آبسنجی واقع بر رودخانه‌های استان مازندران در خلال سال‌های 1391 و 1392 مورد بررسی قرار گرفت. مرز زیر حوضه‌های بالادست ایستگاه‌ها ترسیم شد و سنجه‌های سیمای سرزمین در دو سطح کلاس و سیما برای زیر حوضه‌های موجود استخراج شدند. از تحلیل مولفه‌های اصلی برای تعیین پارامترهای کیفیت آب و از رگرسیون خطی پیشرو به‌منظور تعیین سنجه‌های بهینه در توصیف تغییرات هر کدام از پارامترها استفاده شد. پنج مؤلفه اول قادر به توصیف 61/96 درصد از تغییرات کیفیت آب رودخانه‌های استان مازندران بودند. برای مدل‌سازی ارتباط میان سنجه‌های سیمای سرزمین و پارامترهای کیفیت آب از شبکه عصبی-فازی تطبیقی و رگرسیون چند متغیره خطی استفاده شد. نتایج حاکی از بود رگرسیون چند متغیره خطی توانسته است پارامترهای SAR، TDS، pH، NO₃ و PO₄^3- را با ضریب تبیین 81/0، 56/0، 73/0، 44/0 و 63/0 در مرحله آزمون پیش‌بینی نماید. این در حالی است که ضریب تبیین شبکه عصبی-فازی به‌ترتیب برابر با 82/0، 79/0، 82/0، 31/0 و 36/0 بوده است. بنابراین، شبکه عصبی-فازی در اغلب موارد کارایی بالاتری داشته و این امر ارتباط غیر خطی میان پارامترهای کیفیت آب و سنجه‌های سیمای سرزمین را نشان می‌دهد. از آنجا که کاربری‌ها و پوشش سرزمین مختلف در حوضه دارای تأثیر زیادی بر کیفیت آب خروجی، آلاینده‌های در دسترس و بار مواد محلول در رودخانه‌ها هستند، استفاده از روش این پژوهش می‌تواند به‌عنوان ابزاری تکمیلی در برنامه‌ریزی منطقه‌ای و ارزیابی اثرات محیط زیستی در برنامه‌های توسعه مطرح شود.