بررسی تاثیر عدم قطعیت داده ها بر ارزیابی کیفیت آب در آبخوان ها با استفاده از یک رویکرد نوین مبتنی بر آمار چندمتغیره

این پژوهش رویکردی نوین برای ارزیابی شاخص کیفیت آب (WQI) ارائه می دهد که با در نظر گرفتن عدم قطعیت موجود در داده های کیفیت آب، قابلیت اطمینان نتایج را بهبود می بخشد. چارچوب پیشنهادی، تحت عنوان شاخص کیفیت آب آگاه از عدم قطعیت (UWQI)، از روش های پیشرفته آماری نظیر تحلیل مولفه اساسی آگاه از عدم قطعیت و مدل گاوسی برای ادغام مستقیم عدم قطعیت در محاسبات WQI استفاده می کند. رویکرد پیشنهادی بر داده های مربوط به هشت پارامتر کلیدی کیفیت آب از ۷۶ چاه در سه آبخوان دشت های کهریز، ارومیه، و رشکان در حوضه آبریز دریاچه ارومیه اعمال شد. نتایج نشان داد که نادیده گرفتن عدم قطعیت می تواند به تغییرات قابل توجهی در خروجی های تحلیل مولفه اساسی، وزن دهی زیرشاخص ها و دسته بندی کیفیت آب منجر شود. علاوه بر این، با لحاظ کردن عدم قطعیت، تغییرات قابل توجهی در طبقه بندی کیفیت آب مشاهده شد. برای مثال، برخی چاه ها که در سناریوی بدون عدم قطعیت در وضعیت عالی از لحاظ کیفیت آب قرار داشتند، به دسته های خوب (با ۳ درصد افزایش) و متوسط (با ۱۹ درصد افزایش) منتقل شدند. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، این تغییرات عمدتا ناشی از عدم قطعیت داده ها و بدنبال آن تغییرات در وزن زیرشاخص ها است، به طوری که پارامترهای pH،HCO₃⁻ و SO₄²⁻ بیشترین میزان عدم قطعیت و حساسیت در وزن را با ضرایب تغییرات ۹/۳۳، ۳/۱۹ و ۲/۱۹ درصدی نشان دادند. بنابراین، چارچوب پیشنهادی با ارائه ابزاری قابل اعتمادتر و آگاهانه تر برای تصمیم گیری، می تواند به مدیران منابع آبی در طراحی استراتژی های کنترل آلودگی کمک کند و ریسک های زیست محیطی و بهداشتی ناشی از ارزیابی های نادرست کیفیت آب را کاهش دهد.

کلیدواژه ها:

کیفیت آب ، آبخوان ، عدم قطعیت داده ها ، تحلیل مولفه های اساسی ، تحلیل حساسیت