بررسی ارتباط بین خشکسالی و کاهش کیفیت آب با استفاده از سنجش از دور و روش شبکه های عصبی (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
با توجه به تأثیر خشکسالی در کیفیت و کمّیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس ایران است. برای این منظور، شاخص های خشکسالی PCI، TVDI، NDVI در سال های 2000 تا 2020 استفاده شد. در ادامه، نقشه های پهنه بندی عناصر آب (Ca، Cl، EC، K، Na، Mg) با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با به کارگیری روش شبکه های عصبی (MLP)، میزان عناصر آب با استفاده از شاخص های خشکسالی پیش بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص های خشکسالی، روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری به نسبت دیگر بخش ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی عناصر آب هم نشان داد که در بخش های جنوبی، غلظت املاح بیشتر از بخش های شمالی است. طبق نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر عناصر آب، Ca همبستگی بالایی (820/0 R=) با شاخص TVDI دارد و عناصر Cl، EC، K، Na، Mg نیز دارای همبستگی معنی داری (80/0 R>) با شاخص PCI است. نتایج حاصل از روش MLP، برای پیش بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص های خشکسالی، نشان داد که در مناطق جنوبی میزان املاح بیشتر و در نتیجه، کیفیت آب کمتر است. میزان دقت مدل در پیش بینی عناصر Cl، EC، K، Na، Mg، TH،TDS با استفاده از شاخص PCI برابر با 85/0 R 2 = و درمورد عنصر Ca، با استفاده از شاخص TVDI برابر با 71/0 R 2 = است.Investigating the Relationship between Drought and Water Quality Reduction Using Remote Sensing and Neural Network Methods
Due to the fact that droughts can affect both water quality and quantity, the purpose of this study is to determine the effect of droughts on water quality and quantity in Northern Fars province, Iran, based on drought indicators. The drought indices PCI, TVDI, and NDVI are used to study drought from 2000 to 2020. Also, the kriging method is used to generate zoning maps of elements in water (Ca, Cl, EC, K, Na, Mg). Then, using the neural network (MLP) method, the amount of elements in the water is predicted based on drought indices. Based on the values of the drought indicators, the trend of drought changes in the region is increasing from 2000 to 2020, with the southern areas of the region experiencing a more acute drought than the rest of the region. In addition, the zoning map of the elements in water indicated that salt concentrations are higher in the southern parts than in the northern parts. Correlation between drought indices and the amounts of elements in water showed that Ca has a high correlation (R 2 = 0.820) with TVDI index, and also Cl, EC, K, Na, and Mg have significant correlations (R > 0.8) with the index. Using drought indicators, MLP results for predicting water quality status show that southern regions have more solutes and lower water quality. Furthermore, the R 2 values of the model for predicting the elements Cl, EC, K, Na, Mg, TDS, TH using PCI index equal to 0.85 and for Ca using TVDI index equal to 0.71, which indicates high accuracy.
تبلیغات
