کلاس بندی و مدل سازی مبتنی بر محاسبات نرم کیفیت آب رودخانه کارون: ایستگاه های آب سنجی گتوند و اهواز

بررسی تغییرات کیفیت آب های سطحی همواره یکی از موضوعات مهم برای استفاده به­منظور شرب، کشاورزی و صنعت بوده است از این رو آلودگی آب رودخانه­ها در سال های گذشته می تواند خطری جدی برای انسان و اکوسیستم های طبیعی منظور شود. در این تحقیق به مطالعه کیفیت آب رودخانه کارون که یکی از بزرگترین منبع تامین آب سطحی بخش­های مختلف استان خوزستان می­باشد در ایستگاه آب­سنجی گتوند واقع در پایین دست سد گتوند و ایستگاه آب­سنجی اهواز طی سال های آبی ۱۳۸۵ تا ۱۳۹۹ پرداخته شد. به­منظور بررسی کیفیت آب از نمودارهای سری زمانی پایپر، شولر و دوروف استفاده گردید. نتایج کیفی آب رودخانه کارون در نمودار پایپر ایستگاه گتوند نشان می­دهد نمونه های آب دارای تیپ کلروره سدیک است. همچنین اختلاف پارامترهای کیفیت آب رودخانه کارون در دوره های خشک (فروردین تا شهریور) و مرطوب (مهر تا اسفند) در ایستگاه گتوند ۲۰ درصدی و در ایستگاه اهواز ۱۰ درصدی می­باشد. همچنین روش تجزیه و تحلیل مولفه اصلی نشان داد که تقریبا در هر دو ایستگاه ۷۰ درصد تغییرات کیفیت آب توسط دو عامل اول اتفاق می­افتد. در ایستگاه گتوند بیشترین تغییرپذیری در پارامترهای (TDS، Ec، Na+، - Cl و So۴) در دوره مرطوب رخ داده است. مهم ترین پارامتر موثر ورودی در پیش­بینی مقدار TDS در ایستگاه اهواز با استفاده از مدل رگرسیون چند متغیره و درخت تصمیم پارامتر Na+ بوده است. نتایج به­دست آمده از تحلیل رگرسیونی پارامتر TDS در ایستگاه هیدرومتری اهواز نشان می­دهد که مدل های یادگیری ماشین می­توانند به­عنوان یک ابزار توانمند در پیش بینی کیفیت آب سطحی در موارد فقدان اندازه گیری این پارامتر مورد استفاده قرار گیرند به نحوی که عملکرد مدل درخت تصمیم با ضریب تعیین ۹۷/۰=R۲ و مدل رگرسیون چند متغیره با ضریب تعیین ۹۵/۰=R۲ در پیش بینی این پارامتر بوده است.

کلیدواژه ها:

تحلیل مولفه های اصلی ، درخت تصمیم ، رگرسیون چند متغیره ، نمایش چند وجهی