فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

شاخص کیفیت آب (WQI) ابزاری مؤثر برای ارزیابی منابع آبی است که با ترکیب پارامترهای مختلف در یک عدد ساده، امکان مقایسه و تصمیم‌گیری را فراهم می‌کند. با این حال، استفاده از وزن‌دهی‌های استاندارد بدون توجه به شرایط محلی ممکن است منجر به نتایج نادرست شود. این پژوهش با هدف بهینه‌سازی محاسبه WQI، از رویکردی تلفیقی شامل تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA)، تصمیم‌گیری چندمعیاره (MEREC) و مدل‌های هوش مصنوعی بهره برده است. داده‌های ۲۰ ساله (۲۰2۱–۲۰0۱) مربوط به رودخانه سیاهرود در استان مازندران با ۱۱ پارامتر کیفی بررسی شد. کاهش ابعاد داده‌ها با PCA انجام گرفت و شاخص WQI با روش MEREC محاسبه شد. همچنین، پیش‌بینی WQI با دو الگوریتم رگرسیون خطی و جنگل تصادفی، در دو حالت داده‌های واقعی و کاهش‌یافته، انجام شد و با شاخص‌هایی نظیر EVS، MAPE و R² ارزیابی گردید. یافته‌ها نشان دادند کدورت به‌عنوان مؤلفه کلیدی در آلودگی فیزیکی با TSS، BOD و COD همبستگی بالایی دارد. مؤلفه‌های دیگر نمایانگر آلودگی‌های میکروبی، شیمیایی و حرارتی ناشی از فاضلاب و کشاورزی‌اند. میانگین WQI نشان‌دهنده کیفیت نامطلوب آب در بیشتر ایستگاه‌ها بود. مدل رگرسیون خطی عملکرد بهتری نسبت به جنگل تصادفی داشت، هرچند کاهش ابعاد کمی از دقت کاست. روش MEREC نشان داد کلیفرم کل و کدورت بیشترین وزن را دارند، که اهمیت آلودگی میکروبی و ذرات معلق را برجسته می‌سازد. نتایج بر ضرورت پایش مستمر و مدیریت منابع آلودگی تأکید دارند.