مدلسازی اثر خصوصیات فیزیکی حوزه آبخیز بر روی کیفیت آب های سطحی و تحلیل عدم قطعیت با استفاده از شبیه ساز ی مونت کارلو

Abstract

مدلسازی ارتباط بین ویژگی های فیزیکی و شاخص های کیفیت آب، نقش مهمی در مدیریت یکپارچه حوزه آبخیز بازی می‌کند. علاوه بر آن در فرآیند مدلسازی همواره نا اطمینانی به‌طور ذاتی و اجتناب‌ناپذیری وجود دارد که به سبب وجود عدم قطعیت و خطا در داده‌های ورودی مدل، پارامترها و ساختار مدل است؛ بنابراین به کمیت درآوردن میزان عدم قطعیت در خروجی مدل ها برای رسیدن به پیشبینی های مطمئن در مدلسازی امری اجتناب‌ناپذیر است. در این تحقیق از داده‌های کیفیت آب، کاربری/پوشش سرزمین، نقشه ی قابلیت سرزمین و زمینشناسی مربوط به ایستگاه های هیدرومتری واقع در حوزه غربی دریای خزر استفاده شد. مدلسازی با استفاده از رگرسیون خطی با رهیافت گام‌به‌گام انجام شد و تحلیل عدم قطعیت مدل ها نیز با شبیه سازی مونت‌کارلو بررسی شد. نتایج تحلیل همبستگی و رگرسیون نشان داد تمامی این شاخص‌ها دارای همبستگی قوی مثبت با انواع کاربری های انسانی مانند کشاورزی و توسعه ی شهری هستند. این نشان می دهد که یک افزایش در زمین های کشاورزی یا کاهش در مناطق جنگلی درنهایت منجر به افت کیفیت آب خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی مونت‌کارلو نشان داد که اگرچه ضریب تبیین برخی از مدل‌ها نسبتاً بالا است ولی احتمال تولید خروجی های منفی توسط مدل نیز بالاست. با توجه به این واقعیت که فقط مقادیر مثبت را می‌توان به متغیرهای کیفیت آب نسبت داد. علاوه بر این، ارزیابی بصری منحنی های تابع توزیع تجمعی نشان داد که مدل های Ca2+، Mg2+ و EC عدم قطعیت بالاتری از لحاظ پیشبینی در مقایسه با مدل Na+ دارند.