تخمین زمانی و مکانی متغیرهای کیفیت منابع آب های زیرزمینی بر مبنای روش های هوشمند

منابع آب های زیرزمینی به عنوان یکی از ضروری ترین نیازهای بشر نقش کلیدی در فرایندهای اقتصادی و سیاسی جوامع دارد. تغییرات اقلیمی و کاربری اراضی، کمیت و کیفیت منابع آب های زیرزمینی محدوده مطالعاتی تهران-کرج را با چالش های جدی مواجه کرده است. هدف اصلی در این مطالعه، توسعه روشی مبتنی بر مدل های هوشمند منفرد شامل روش های سامانه استنتاجی فازی- عصبی تطبیقی (ANFIS) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و ترکیبی- موجک (WANFIS، WGEP) برای تخمین زمانی و مکانی متغیرهای سختی کل (TH)، کل مواد جامد محلول (TDS) و هدایت الکتریکی (EC) در منابع آب های زیرزمینی محدوده تهران-کرج در دوره آماری 17 ساله (1399-1383)، است. نتایج نشان داد که مدل های ترکیبی- موجک نسبت به مدل های منفرد در تخمین سه متغیر منتخب از عملکرد بیشتری برخوردار هستند. به طوری که درصد بهبود عملکرد مدل WANFIS نسبت به ANFIS و مدل WGEP نسبت به GEP با در نظر گرفتن شاخص ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برای سه متغیر TH، TDS و EC (18/018, 23/713 درصد)، (12/581، 33/116 درصد) و (6/433، 12/995 درصد) به دست آمد. نتایج حاکی از انطباق بسیار زیاد مکانی و زمانی مقادیر تخمینی مدل WGEP با مقادیر مشاهداتی برای هر سه متغیر کیفی در محدوده تهران-کرج، است. نتایج نشان داد که غلظت متغیرهای کیفی منابع آب های زیرزمینی از شمال به سمت جنوب محدوده مطالعاتی در هر سه متغیر کیفی روند صعودی دارد. در مناطق شهری آلودگی های ناشی از فاضلاب و افزایش جمعیت و همچنین در مناطق کشاورزی استفاده از کودهای شیمیایی، نفوذ آنها به منابع آب های زیرزمینی و برداشت بی رویه از منابع آب های زیرزمینی باعث تشدید آلودگی آنها می شود. بنابراین، در محدوده مطالعاتی تهران-کرج تغییرات اقلیمی و نوع کاربری اراضی به شدت با وضعیت کیفیت منابع آب زیرزمینی رابطه مستقیم دارد.