بررسی کیفیت آب رودخانه بابلرود با استفاده از مدل‌های عددی، فراابتکاری و شاخص NSFWQI

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 گروه مهندسی انرژی های نو و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری های میان رشته ای، دانشگاه تهران

3 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

doi
10.22125/iwe.2024.417136.1751
چکیده

مدل سازی یکی از مؤثرترین روش‌ها در مدیریت کیفیت آب رودخانه‌ها، برنامه‌ریزی کاهش ورود آلاینده‌ها و کنترل آسیب های زیست‌محیطی است. در مقاله حاضر کیفیت آب رودخانه بابلرود با استفاده از مدل Qual2kwو مدل فراابتکاری ماشین بردارپشتیبان و الگوریتم ژنتیکSVM-GA با رویکرد شبیه‌سازی شش پارامتر کیفیت آب شامل دما، قلیائیت، هدایت الکتریکی، نیتروژن کل، اکسیژن محلول و اکسیژن خواهی بیوشیمیایی در چهار دوره زمانی از سال 1397 مورد بررسی قرار گرفت. الگوریتم ژنتیک برای شبیه سازی و بهینه سازی به کار می رود، که هیبرید این مدل با ماشین بردار پشتیبان باعث بهبود عملکرد شبیه سازی شده است. جهت مقایسه داده‌های مشاهداتی و شبیه‌سازی‌شده از ضریب تبیین R^2 متوسط خطای مطلق MAE و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شدهNRMSE استفاده ‌شد. نتایج نشان داد که بهترین شبیه‌سازی SVM-GA برای پارامتر نیتروژن کل در بهمن ماه با MAE 0.15 و NRMSE 1.97 می‌باشد. همچنین نتایج مدل عددی Qual2kw نشان داد بهترین شبیه سازی برای اردیبهشت ماه با MAE 0.14 و NRMSE 1.2 می باشد. کیفیت آب رودخانه بابلرود با استفاده از شاخص NSFWQI ارزیابی شد. بر این اساس بهترین کیفیت آب در ماه بهمن با شاخص 56 در بازه متوسط تا خوب و بدترین کیفیت در ماه اردیبهشت با شاخص 49 در بازه بد می‌باشد.