توسعه شاخص فازی پایش کیفی منابع آب (FWQI) (مطالعه موردی دشت ساوه)

آب و خاک

مقاله 4، دوره 29، شماره 5، آذر 1394، صفحه 1117-11130   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i5.32505

نویسندگان

سید محمد حسینی موغاری؛ کیومرث ابراهیمی^*

دانشگاه تهران

چکیده

آگاهی از کیفیت آب هر منطقه در تصمیم گیری های مدیریتی به‌منظور استفاده بهینه از منابع آب ضروری است. یکی از روش های رایج در اظهارنظر در مورد کیفیت منابع آب، استفاده از شاخص های کیفیت منابع آب(WQIs) است. شاخص ها معمولاً دارای محدودیت هایی است از جمله‏ی آن‌ها می توان به‌ضرورت در دسترس بودن کلیه پارامترهای استفاده شده در توسعه هر شاخص اشاره کرد. همچنین برخورد قطعی با مسائل کیفیت آب نقطه‏ ضعف دیگری برای این شاخص ها است. از این‏رو برای حل این دو محدودیت در مقاله حاضر با استفاده از سیستم استنتاج فازی (FIS) و بر اساس" استلزام ممدانی" و با کاربرد داده های کیفی آبخوان دشت ساوه، اقدام به توسعه شاخص کیفیت آب فازی (FWQI) شده است. هفت شاخص از نوع FWQI با پارامترهای کیفی مختلف توسعه داده شد. این شاخص ها برای مشخص کردن کیفیت آب 17 چاه از دشت ساوه به کار گرفته شدند. به‌منظور در دسترس بودن معیاری برای قضاوت مقادیر برآوردی آن‌ها با مقادیر پایه و شناخته شده محاسبه شده بر اساس شاخص WQI مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در غیاب برخی از پارامترها، شاخص های FWQI با دقت بالایی قادر به ارزیابی منابع آب زیرزمینی هستند. همچنین مشخص شد که اگر در میان پارامترهای ورودی، پارامتری که دارای مقداری خارج از محدوده مطلوب خود باشد، حذف شود، در طبقه بندی کیفی آب ایجاد خطا خواهد نمود. بررسی پایش کیفی آب چاه ها نشان داد که وضعیت آب آن‌ها از نظر شرب در شش چاه قابل قبول، در پنج چاه غیرقابل قبول و در شش چاه بسیار نامناسب است.

کلیدواژه‌ها

آب زیرزمینی؛ استلزام ممدانی؛ سیستم استنتاج فازی؛ کیفیت آب

مراجع

1- Alayon S., Robertson R., Warfield S.K., and Ruiz-Alzola J. 2007. A fuzzy system for helping medical diagnosis of malformations of cortical development. Journal of biomedical informatics, 40(3): 221-235.

2- Backman B., Bodiš D., Lahermo P., Rapant S., and Tarvainen T. 1998. Application of a groundwater contamination index in Finland and Slovakia. Environmental Geology, 36(1-2): 55-64.

3- Dahiya S., Singh B., Gaur S., Garg V.K., and Kushwaha H.S. 2007. Analysis of groundwater quality using fuzzy synthetic evaluation. Journal of Hazardous Materials, 147(3): 938-946.

4- Gharibi H., Mahvi A.H., Nabizadeh R., Arabalibeik H., Yunesian M., and Sowlat, M.H. 2012. A novel approach in water quality assessment based on fuzzy logic. Journal of environmental management, 112: 87-95.

5- Ghomeshion, M., Malekian, A., Hoseini, K., Gharachelo, S., and Khamoushi, M.R. 2012. A survey on spatial variations of groundwater quality in Semnan/Sorkheh plain using geostatistical techniques. Iranian journal of Range and Desert Reseach, 19(3):545-535. (in Persian with English abstract(

6- Hashemi S.E., Mousavi S.F., Taheri S.M., and Ghareh-Chahi A. 2010. Analysis of Groundwater Quality Acceptability for Drinking purposes in Nine Cities in Isfahan Province Using Fuzzy Inference System. Iran-Water Resources Research, 6(18): 25-34. (in Persian with English abstract(

7- Hassani G., Mahvi A.H., Nasseri S., Arabalibeik H., Yunesian M., and Gharibi H. 2011. Designing Fuzzy-Based Ground Water Quality Index. Journal of health (Ardabil University of medical sciences), 3(1):18-31. (in Persian with English abstract(

8- Icaga Y. 2007. Fuzzy evaluation of water quality classification. Ecological Indicators, 7(3): 710-718.

9- Korepazan Dezfoli A. 2006. Fuzzy sets theory and its applications in modeling water engineering problems. Jahad Daneshgahi of Amirkabir University, Tehran. (in Persian(

10- Lermontov A., Yokoyama L., Lermontov M., and Machado M.A.S. 2009. River quality analysis using fuzzy water quality index: Ribeira do Iguape river watershed, Brazil. Ecological Indicators, 9(6): 1188-1197.

11- Lu X., Li L.Y., Lei K., Wang L., Zhai Y., and Zhai, M. 2010. Water quality assessment of Wei River, China using fuzzy synthetic evaluation. Environmental Earth Sciences, 60(8): 1693-1699.

12- Mamdani E.H. 1976. Advances in the linguistic synthesis of fuzzy controllers. International Journal of Man-Machine Studies, 8(6): 669-678.

13- Milovanovic M. 2007. Water quality assessment and determination of pollution sources along the Axios/Vardar River, Southeastern Europe. Desalination, 213(1): 159-173.

14- Mishra N., and Jha P. 2014. Fuzzy expert system for drinking water quality index. Recent Research in Science and Technology, 6(1): 122-125.

15- Mohammadi Ghaleni M., Ebrahimi K., and Araghinejad Sh. 2010. Groundwater Quantity and Quality Evaluation: A Case Study for Saveh and Arak Aquifers. Journal of Water and Soil Sciences, 21(2):93-108. (in Persian with English abstract(

16- Nakhei M., and Vadeei M. 2012. Fuzzy analysis of groundwater of Tehran province with drinking purpose. Journal of the Geological of Iran, 6(23): 37-46. (in Persian(

17- Nasseri M., Tajrishy M., reza Nikoo M., and Zaherpour J. 2013. Recognition and Spatial Mapping of Multivariate Groundwater Quality Index using Combined Fuzzy Method. Journal of Water and Wastewater, 24(85): 82-93. (in Persian with English abstract(

18- Ocampo-Duque W., Ferre-Huguet N., Domingo J.L., and Schuhmacher M. 2006. Assessing water quality in rivers with fuzzy inference systems: A case study. Environment International, 32(6): 733-742.

19- Ocampo-Duque W., Osorio C., Piamba C., Schuhmacher M., and Domingo J.L. 2013. Water quality analysis in rivers with non-parametric probability distributions and fuzzy inference systems: application to the Cauca River, Colombia. Environment international, 52: 17-28.

20- Rizwan R., and Gurdeep S. 2010. Assessment of Ground Water Quality Status by Using Water Quality Index Method in Orissa, India. World Applied Sciences Journal, 9(12): 1392-1397.

21- Saberi Nasr A., Rezaei M., and Dashti Barmaki M. 2013. Groundwater contamination analysis using Fuzzy Water Quality index (FWQI): Yazd province, Iran. Geopersia, 3(1): 47-55.

22- Saberi Nasr A., Rezaei M., Dashti Barmaki M., and Mansouri Majoumerd J. 2013. Evaluating Mamdani Fuzzy Inference System Usage in the Analysis of Groundwater Quality, Case Study: Tabas Aquifer. Iranian Journal of Water & Environment Engineering, 1(1): 25:34. (in Persian with English abstract(

23- Sadat-Noori S.M., Ebrahimi K., and Liaghat A.M. 2013. Groundwater quality assessment using the Water Quality Index and GIS in Saveh-Nobaran aquifer, Iran. Environmental Earth Sciences: 71(9): 3827-3843.

24- Saeedi M., Abessi O., Sharifi F., and Meraji H. 2010. Development of groundwater quality index. Environmental monitoring and assessment, 163(1-4): 327-335.

25- Sahebjalal E., Dehghany F., and Tabatabaeezade M.S. 2013. Investigating Spatio-Temporal Variations of Groundwater Quality Using Kriging Method. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Water and Soil Science, 17(65): 51-61. (in Persian with English abstract(

26- Scannapieco D., Naddeo V., Zarra T., and Belgiorno V. 2012. River water quality assessment: A comparison of binary-and fuzzy logic-based approaches. Ecological Engineering, 47: 132-140.

27- Sugeno M. 1985. Industrial applications of fuzzy control. Elsevier Science Inc.

28- Water Quality Data Report of Saveh Plain. 2011. Regional Water Organization of Arak. (in Persian(

29- WHO. 2004. Guidelines for drinking water quality: training pack. WHO, Geneva, Switzerland.

30- Yager R.R., and Filev D.P. 1994. Essentials of fuzzy modeling and control. John Wiley and Sons, New York.

31- Zadeh L.A. 1965. Fuzzy sets. Information and control, 8(3): 338-353.