نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• ثنا ملکی
• وحید نورانی
• حسام نجفی

گروه مهندسی آب و محیط زیست،دانشکده عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

سیستم‌های ارزیابی آسیب‌پذیری آب‌های زیرزمینی برای دستیابی به روشی مناسب برای حفاظت از این منابع در برابر آلاینده‌ها توسعه‌یافته‌اند. یکی از روش‌های شناخته شده برای تعیین حساسیت آب‌های زیرزمینی، روش DRASTIC است. از آنجایی که ارزیابی آلودگی آب‌های زیرزمینی اغلب با عدم قطعیت همراه است، مطالعه حاضر از مفهوم اعداد Z به‌عنوان نسل جدیدی از منطق فازی برای تخمین آسیب‌پذیری ویژه آبخوان‌ها استفاده کرده است. در این مطالعه، از پارامترهای مدل DRASTIC (ورودی‌ها) و مقادیر غلظت نیترات (خروجی) در دو سناریو برای برآورد آسیب‌پذیری ویژه آبخوان‌های دشت‌های اردبیل و قروه- دهگلان استفاده شد و نتایج به‌دست‌آمده با نتایج مدل DRASTIC به‌عنوان مدل معیار مقایسه شد. تجزیه‌وتحلیل نتایج نشان داد که مدل‌سازی مبتنی بر اعداد Z به دلیل درنظرگرفتن قابلیت اطمینان داده‌ها و تخصیص وزن مناسب به قوانین، کیفیت نتایج را نسبت به منطق فازی کلاسیک به میزان 53 درصد (برای سناریوی اول)، 184 درصد (برای سناریوی دوم) در دشت اردبیل و 127 درصد (برای سناریوی اول)، 311 درصد (برای سناریوی دوم) در دشت قروه_دهگلان بهبود بخشید. همچنین بر اساس نتایج، ممکن است کیفیت قوانین استخراج شده برای مدل مبتنی بر اعداد Z در دشت‌هایی با ضریب تغییرات داده بالاتر، پایین باشد (برای مثال ضریب تغییرات داده بالای دشت اردبیل نسبت به دشت قروه_دهگلان در این مطالعه)، بنابراین در این شرایط، نتایج مدل مبتنی بر اعداد Z ممکن است بهبود قابل‌توجهی نسبت به نتایج منطق فازی مرسوم نداشته باشد. روش پیشنهادی در این مطالعه به دلیل قابلیت بالای آن می‌تواند برای طراحی کنترل‌کننده‌های هوشمند مدیریت آب زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• آب زیرزمینی
• دراستیک
• داده کاوی
• منطق فازی
• اعداد Z
• دشت اردبیل
• دشت قروه-دهگلان

موضوعات

• آب های زیرزمینی

عنوان مقاله [English]

New Z-Number-Based Method for Specialized Groundwater Vulnerability Assessment (Case studies: The Ardabil and Qorveh-Dehgolan plains)

نویسندگان [English]

• Sana Maleki
• Vahid Nourani
• Hessam Najafi

Tabriz University

چکیده [English]

Systems for assessing groundwater vulnerability are designed to protect groundwater resources from pollution. The DRASTIC method is a well-known approach for determining groundwater susceptibility. One drawback of the DRASTIC method is that it relies on expert judgment to rank parameters, which introduces uncertainty. This study used a new generation of Fuzzy Logic (FL), called the Z-number theory, to estimate the specific vulnerability of aquifers and address this uncertainty. The specific vulnerability of the Ardabil and Qorveh-Dehgolan aquifers was estimated using two scenarios: the DRASTIC parameters as inputs and nitrate concentration values as output. The vulnerability of the aquifer was also evaluated by comparing the results of the proposed models with those of the DRASTIC model, which served as a benchmark. The analysis showed that the Z-number Based Modeling (ZBM), which considered data reliability and weighted the rules appropriately, produced higher-quality results than the classic FL. In the Ardabil plain, the ZBM yielded results that were 53% better (using seven inputs) and 184% better (using four inputs) compared to the classic FL. In the Qorveh-Dehgolan Plain (QDP), the ZBM produced results that were 127% better (using seven inputs) and 311% better (using four inputs) than the classic FL. The irregularity and non-linearity of the data, such as the high coefficient of variation (CV) in the Ardabil plain compared to the QDP, may contribute to the high CV value in the plains. Therefore, in plains with high CV, the quality of the extracted Z-number-based rules may be lower.

کلیدواژه‌ها [English]

• Groundwater
• DRASTIC
• Data mining
• Fuzzy Logic
• Z-numbers
• Ardabil plain
• Qorveh-Dehgolan plain