بررسی تأثیر عدم‌قطعیت داده‌ها بر ارزیابی کیفیت آب در آبخوان‌ها با استفاده از یک رویکرد نوین مبتنی بر آمار چندمتغیره

نویسندگان

1 دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

2 استادیار گروه مهندسی آب و محیطزیست، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

doi
10.22034/iwrr.2025.503052.2826
چکیده

این پژوهش رویکردی نوین برای ارزیابی شاخص کیفیت آب (WQI) ارائه می‌دهد که با درنظر گرفتن عدم‌قطعیت موجود در داده‌های کیفیت آب، قابلیت اطمینان نتایج را بهبود می‌بخشد. چارچوب پیشنهادی، تحت عنوان شاخص کیفیت آب آگاه از عدم‌قطعیت (UWQI)، از روش‌های پیشرفته آماری نظیر تحلیل مؤلفه اساسی آگاه از عدم‌قطعیت و مدل گاوسی برای ادغام مستقیم عدم‌قطعیت در محاسبات WQI استفاده می‌کند. رویکرد پیشنهادی بر داده‌های مربوط به هشت پارامتر کلیدی کیفیت آب از ۷۶ چاه در سه آبخوان دشت‌های کهریز، ارومیه، و رشکان در حوضه آبریز دریاچه ارومیه اعمال شد. نتایج نشان داد که نادیده گرفتن عدم‌قطعیت می‌تواند به تغییرات قابل توجهی در خروجی‌های تحلیل مؤلفه اساسی، وزن‌دهی زیرشاخص‌ها و دسته‌بندی کیفیت آب منجر شود. علاوه بر این، با لحاظ کردن عدم‌قطعیت، تغییرات قابل توجهی در طبقه‌بندی کیفیت آب مشاهده شد. برای مثال، برخی چاه‌ها که در سناریوی بدون عدم‌قطعیت در وضعیت عالی از لحاظ کیفیت آب قرار داشتند، به دسته‌های خوب (با ۳ درصد افزایش) و متوسط (با ۱9 درصد افزایش) منتقل شدند. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت، این تغییرات عمدتاً ناشی از عدم‌قطعیت داده‌ها و بدنبال آن تغییرات در وزن زیرشاخص‌ها است، به طوری که پارامترهای pH،HCO₃⁻  و SO₄²⁻ بیشترین میزان عدم‌قطعیت و حساسیت در وزن را با ضرایب تغییرات 33/9، 19/3 و 19/2 درصدی نشان دادند. بنابراین، چارچوب پیشنهادی با ارائه ابزاری قابل‌اعتمادتر و آگاهانه‌تر برای تصمیم‌گیری، می‌تواند به مدیران منابع آبی در طراحی استراتژی‌های کنترل آلودگی کمک کند و ریسک‌های زیست‌محیطی و بهداشتی ناشی از ارزیابی‌های نادرست کیفیت آب را کاهش دهد.