مدل سازی کمی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده از منطق فازی

در دهه های اخیر آلودگی آب های زیرزمینی با نیترات در اثر افزایش استفاده از کودهای نیتراته، منابع آب شرب را با یک مشکل رو به رشد مواجه کرده است. دشت اردبیل دارای وسعتی حدود ۹۰۰ کیلومتر مربع است که بیشترین بهره برداری آب در این دشت، از منابع آب زیرزمینی و از طریق چاه ها صورت می گیرد. در بررسی های کیفی مشخص شد که آبخوان دشت اردبیل در برخی از نقاط دارای مقادیر زیادی نیترات است. هدف از این پژوهش، مدل سازی توزیع غلظت نیترات در محدوده آبخوان دشت اردبیل است. برای این منظور اقدام به نمونه برداری از ۶۱ حلقه چاه بهره برداری با توزیع مناسب منطقه ای شد که ۴۵ نمونه برای مدل سازی و ۱۶ نمونه برای اعتبارسنجی مدل به کار برده شد. برای مدل سازی با استفاده از منطق فازی، از مدل ساجنو استفاده شد که شامل سه مرحله بود: ۱. تعیین ساختار داده ها از طریق خوشه بندی؛ ۲. ارتباط داده های ورودی به خروجی های مدل از طریق تعریف قوانین یا رول ها و ۳. تخمین پارامترهای مدل از طریق بهینه سازی حداقل مربعات خطا. برای اعتبار دهی به روش استفاده شده، نتایج مدل منطق فازی با نتایج کریجینگ مقایسه شده است. نتایج نشان داد که استفاده از منطق فازی برای مدل سازی توزیع مکانی روشی کارا و به خصوص در مناطق با وسعت زیاد که فاصله بین نقاط نمونه برداری زیاد است دارای عملکرد بهتری است. خروجی نهایی مدل توزیع غلظت نیترات نشان می دهد که غلظت نیترات در بخش هایی از حاشیه شمالی و جنوب غربی دشت، بالای ۱۰ میلی گرم بوده و حدود ۱۷ درصد آبخوان را به خود اختصاص می دهد. از این نقشه می توان در مدیریت کاربری آب برای مصارف شرب استفاده کرد و برای بهبود کیفیت آب در این مناطق تمهیدات مناسب را در آینده در نظر گرفت.

کلیدواژه ها:

آب زیرزمینی ، خوشه بندی ، منطق فازی ، نیترات