رویکرد تلفیقی در پایش کیفیت آب رودخانه سیاهرود با بهره گیری از روش های نوین تحلیل داده

شاخص کیفیت آب (WQI) ابزاری موثر برای ارزیابی منابع آبی است که با ترکیب پارامترهای مختلف در یک عدد ساده، امکان مقایسه و تصمیم گیری را فراهم می کند. با این حال، استفاده از وزن دهی های استاندارد بدون توجه به شرایط محلی ممکن است منجر به نتایج نادرست شود. این پژوهش با هدف بهینه سازی محاسبه WQI، از رویکردی تلفیقی شامل تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، تصمیم گیری چندمعیاره (MEREC) و مدل های هوش مصنوعی بهره برده است. داده های ۲۰ ساله (۲۰۲۱–۲۰۰۱) مربوط به رودخانه سیاهرود در استان مازندران با ۱۱ پارامتر کیفی بررسی شد. کاهش ابعاد داده ها با PCA انجام گرفت و شاخص WQI با روش MEREC محاسبه شد. همچنین، پیش بینی WQI با دو الگوریتم رگرسیون خطی و جنگل تصادفی، در دو حالت داده های واقعی و کاهش یافته، انجام شد و با شاخص هایی نظیر EVS، MAPE و R² ارزیابی گردید. یافته ها نشان دادند کدورت به عنوان مولفه کلیدی در آلودگی فیزیکی با TSS، BOD و COD همبستگی بالایی دارد. مولفه های دیگر نمایانگر آلودگی های میکروبی، شیمیایی و حرارتی ناشی از فاضلاب و کشاورزی اند. میانگین WQI نشان دهنده کیفیت نامطلوب آب در بیشتر ایستگاه ها بود. مدل رگرسیون خطی عملکرد بهتری نسبت به جنگل تصادفی داشت، هرچند کاهش ابعاد کمی از دقت کاست. روش MEREC نشان داد کلیفرم کل و کدورت بیشترین وزن را دارند، که اهمیت آلودگی میکروبی و ذرات معلق را برجسته می سازد. نتایج بر ضرورت پایش مستمر و مدیریت منابع آلودگی تاکید دارند.

کلیدواژه ها:

آلودگی آلی ، شاخص کیفیت ، کدورت ، مولفه های اصلی