محیطشناسی دورة 41 شمارة 1 بهار 1394 صفحة اردبیل منطق فازی 3.

Transcript

1 مدلسازی محیطشناسی دورة 41 شمارة 1 بهار 1394 صفحة اردبیل دشت آبخوان در نیترات توزیع کم ی با استفاده از منطق فازی نخعي محمد اصغريمقدم اصغر * كرد مهدي کردستان دانشگاه پایه علوم دانشکدۀ زمینشناسی گروه استادیار 1. moghaddam@tabrzu.ac.r nakhaemohammad@yahoo.com تبریز دانشگاه طبیعی علوم دانشکدۀ زمینشناسی گروه استاد 2. خوارزمی دانشگاه زمین علوم دانشکدۀ زمینشناسی گروه دانشیار /12/25 مقاله: وصول تاریخ 1393/6/26 مقاله: پذیرش تاریخ چكیده باله رو مشكل یک با را شرب آب منابع نیتراته کودهای از استفاده افزایش اثر در نیترات با زیرزمینی یا آبه آلودگی اخیر یا دههه در منالابع از دشالت این در آب بهرهبرداری بیشترین که است مربع کیلومتر 900 حدود وسعتی دارای اردبیل دشت است. کرده مواجه رشد دارای نقالا از برخالی در اردبیالل دشت آبخوان که شد مشخص کیفی یا بررسیه در میگیرد. صورت چاهها طریق از و زیرزمینی آب ایالن بالرای اسالت. اردبیالل دشت آبخوان محدودۀ در نیترات غلظت توزیع مدلسازی پژوهش این از هدف است. نیترات زیادی مقادیر برای نمونه 16 و مدلسازی برای نمونه 45 که شد منطقهای مناسب توزیع با بهرهبرداری چاه حلقه 61 از نمونهبرداری به اقدام منظور 1. بالود مرحلاله سه شامل که شد استفاده ساجنو مدل از فازی منطق از استفاده با مدلسازی برای شد. برده کار به مدل اعتبارسنجی 3. و رولهالا یالا قالوانین فال تعری طریالق از مالدل یا خروجیه به ورودی یا دادهه ارتبا 2. خوشهبندی طریق از دادهها ساختار نی تعی بالا فالازی منطالق مدل نتایج استفادهشده روش به اعتباردهی برای خطا. مربعات حداقل بهینهسازی طریق از مدل پارامترهای تخمین خصالوص به و کارا روشی مكانی توزیع مدلسازی برای فازی منطق از استفاده که داد نشان نتایج است. شده مقایسه کریجینگ نتایج غلظالت توزیالع مالدل نهالایی خروجی است. بهتری عملكرد دارای است زیاد نمونهبرداری نقا بین فاصلۀ که زیاد وسعت با مناطق در 17 حالدود و بالوده میلالیگالرم 10 بالاالی دشت جنوبغربی و شمالی حاشیۀ از بخشهایی در نیترات غلظت که میدهد نشان نیترات بهبود برای و کرد استفاده شرب مصارف برای آب کاربری مدیریت در میتوان نقشه این از میدهد. اختصاص خود به را آبخوان درصد گرفت. نظر در آینده در را مناسب تمهیدات مناطق این در آب کیفیت کلیدواژه نیترات. فازی منط خوشهبندی زیرزمینی آب سرآغاز 1. خ شي لووم ب مي مورین م مسائجال عالم م ف ك ا ك و ب ميا يا زیرزم آب بری مرو كشجر آب ن وثم شارك ماریری مك ر م را ل م 97 حروا الاه س مك ر م را ل م 63 و آ 1389(. نغرومقرمت ( شجا مسئجل: اجیسيرا * ب ميا ز ب ميا س باهميولاۀ باه بيا. 89 ت ل سا ار آب مصارف كشجر ار آب يا زیرزم آب ن واثم یش فاو ثار ار ر ا ب ي زیرزم آب آلجاگ مروزا علا باه شارب آب و وق و وه ر ا و كجا ز اا ف س جهاااه م ر و عریااارا مشاااكال ااا ه یش فاااو ر وثث. س كراا آب ب مي ز بخش ین مصرفكييرگ شاربت آب ار ر ا الو ب و غلظ ز ش ا مطلجب ا غارا و ا ح ر اا ارات م سرط له ه ز ت سالم روو باه. سا شرا مشخص خجب به ت ي جگلجب م و وو ليف Emal: kord_mehd@yahoo.com

2 دورة 41 شمارة 1 بهار ن ال م ار او ا ۀ خ ر آلجاگ ا ر ار سافرا ا و آب زیرزم ي به مج ج م م ار حج ۀ ارروژ جلجژو و رروش وبریم شرا س )2009 al.,.)km et مي ب عل ا مخ لاف ز نال وارین عج مام آلاجاگ آب و زیرزم ي به ا ر ر آلجاگ غ راقطه و سا ف اا ز كجا و ش ی و ف ل ا ا و كشا ورزو ما ا ايار )2005 Kaluarachch,.)Almasr and اشا راب ام ا او ب مس ح حروا 900 ك لجم ر مرب ز یان ق عارا مسا ثي ا س و به و سطۀ ف ل و كش ورزو ار برخ ز اق ب مق ایر ب الی ز غلظ ا ر ر اش م ا ر. مط ل م اراو ار زم ياۀ بررسا آلاجاگ ا ار ناجر گرف اه سا كاه ار ا ماه برخا ز آ ا ذكار آما رو و شاجا. Km و كا ر )2009( باه بررسا م ار یاک آبخاج ا ار مكا ا و وجزیا ی رروش پرا خ ياار. Flpo و كاا ر )2007( كاامع ااق آبرف اا گرارمجرین فر اساه ز طریاق ر ار آبخج ا ر آلجاگ ز و زم نآما ر بررسا كرااار. آ ا مرل ف ویك ورك چير روش بر و شب هس زو ا ق ل و ف م ب ر رف ا ر ورك س ف اا كراار. Maumder و كا ر )2008( باه ا ر ار سافرا ا و حج اۀ مركاوو و ا ر غلظ بررس آب رواخ اهت آب بررس ب غرب بيگالاش پرا خ ير. آ سا ف اا ز شا خص كامع اق و ع اق و با زیرزم يا ار ميطقاه ر مشاخص Cl - - /NO 3 فر یيار اا ریف ك سا ج س ف اا كراار. Antonakos و Lambraks ار س ل 2007 ب ز سااه روش ورك باا باار ساا س ماا رل DRASTIC آس پذیرو آبخج ا ار ش ل یجا ر اسب باه ا ار رزی ب كراار. ار یر ا و آلجاگ آب ا و زیرزم يا باه ا ار مسائلۀ م ا سا و ار بسا رو ز اشا ا غلظ و ب الی ز ا ر گو رش شرا س كه ز ه لۀ آ م وج باه ب بام )مطساي ت 1365 (ت مشا ر )لط افت 1381 (ت زاج )مط ری فضل و ن اق ت 1382 (ت ار )هالل و كالاچ ت 1384 (ت آمم )یجسف و اا جت 1386 (ت نف )ه فرو ملکآب او و ك ر ت 1386( ش را كرا. س ج رو و ك ر )1391( بر و بررس وغ ر مكا ا ا ر ار آب زیرزم ي اش لراگ قر م باه پ ياهبيارو ا ر آ ز طریق روش و زم نآما رو كرااار. بار و یان ميظجرت ز 32 حلقه چ ا كشا ورزو ار چ ا ر اجبا ت طا س ل 1389 ا جاهبرا رو و آا ل و شا ی كرااار. مط ل اۀ اش ا ا كه م ا اگ ن غلظا ا ار ار یان چ ا ر اجب ث ب بجاا س. ار سيج خ رت ار شب هس زو فر یير و مط طا ت باه عل پ چ رابجا مط مرلس زوت ا اا ا اا قط و ك ف و عارم و ك و س ف اا ز اجش مصايجع ماجرا وجهه قر ر گرف اه سا ( et Nadr et al., 2013; Tayfur al., 2014; Kord and Asghar Moghaddam, 2014; al., 2014.)Nadr et ار ب ش ر ین ك ر ا و وطق قا و ت ز مو ی و ميطق ف زو ار كي ر روش و ایگر سجا هس ه اار. بر و مث لت ار مط ل اه و كاه خو ا و كا ر )1391( اج م ا اارت ك ر ی او روش شبكۀ عصب و ميطاق فا زو ار پ شب ي غلظ آالیيرۀ ميجكس ر كربن مق یسه شار كاه ح ك ا یج آ ز ع لكرا خجب مرل بجا. عالوا بار آ ت ز ه له مج راو كه ار زم يۀ مرلس زو ب ف زو نجر برآورا وجزی ف زو و رزی ب كارج با گرف ه مك ا آس س ب رارگ ما ب واج س ف اا باه ماج راو ك ک وئجرو مج جعه پذیرو سفرۀ آب زیرزم يا ز ميطق چاج و ار و - روش DRASTIC و ميطاق فا زو شا را كارا )رح بيررآب او و ثقف ت 1386 ا اکاا م و كا ر ت 1386(. Dxon و كا ر )2002( با ف زو آس ار طالع یان پذیرو سفرا به آلجاگ باه رزیا ب ر بررس سا ف اا ز ميطاق ا كراار. آ یان ا جاه رسا رار كاه اسا هبيارو و و ن مرز ب ن ین اسا ه ا برخجرا ر و ميطق فا زو ا ر و كا ر ی روش و م جل س ز روش ف زو بر و مط سابۀ ا ار ا ز ب ارو اساب زیا او باه. Mertens و Huwe ار س ل 2002 افاجذكراا ار آب ار مطاارواا اا و كشاا ورزو ساا ف اا كراااار. Shrestha و ك ر )2007( ز یک مرل ورك ب شب ه س زو ا ق ل ا ر قط - فا زو بار و ار مق س حج اۀ آبریاو سا ف اا

3 69 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران ب كراار. Amn و ك ر )2005( ز ورك ف زو ب ارو ی ب مك ا خا ک ار ميطقاۀ ناف و ا رزیا ب بر و سا ف اا كرااار. آ خجشهبيرو عي نر سيگ ن مق ایر وج ب بااه وساا لۀ 1 كریج يااگ ارو یاا ب عضاجی Hatpoglu ار س ل 2010 ت او روش ارو ی ب و ميطق ف زو ر بر و مرلس زو وجزی م مق یسه كراار. آ ار پ ی ب خجشاهبيارو ا آلاجاگ ز پاس فا زو ر كراااار. Tutmez و ا ر ز ميطق ف زو ب ر و ك ر ور ز كریج يگ س. زم نآم ر ار آبخاج ا جه گرف ير كه س ف اا ا اشجر وثجق و اینپژوا ) 1391 (ت ب سا ف اا ز روش سپ رمنت روار وغ ر ك ف آب زیرزم ي اش راب ام ر ار چ ا ا و پ ووم ارو رزیا ب كرااار. آ مط ل هت به بررس یج اش پرا خ يار. بار سا س ی ف اه ا و آ ا ار یان و نل ار 32 پ ووم ر مجهجا ار آب ا ك ف ا زیرزم ي را ب ا م با گذ شا زما ار حا ل فا سا. بررس ساج بق مط ل ا و اشا ما خصجص مارلسا زو ا ا ار كا ر ماروا ار ار ار اشا راب ام ناجر اگرف ه س. ار مرور مط ل پ شا ن مشاخص شار كاه كثار بررسا و ك بررس اا و ك فا س ف اا شرا س. ح مصيجع اظر ا ا ی ر )مرل ا و ز روش و ه به سا و ك رشي سا اه ار و ا و ر بطۀ ری وجنا ف ح لاا ا شاا ه و ار و آما رو یا زما نآما رو ار مج راو كه وكي ک اجش و ا( باه كا ر گرف اه شارا اارت ا ن رو با اخ ام اشارا و ار ر ه اشرا س. ااجآورو مط ل اۀ ح ر س ف اا ز مرل فا زو ار مارلسا زو ك ا مب ي ك ر ك ف بجاا بر اظر و و كه ا س وجزیا یج ر باه ناجر رو با ری ا و ك رشي سا اه ر اه ما ن ك ف كيار. چيا ن ار كه و كيج اج م شرا وي ا باه و ا ن وکچا ا ا و آب شارب پرا خ اه اار و كا رو ار خصجص كم آبخج ناجر مط ل ه ب روش عل اگرف اه سا. لاذ ار یان و رویكراو ااجت مارلسا زو ك ا وجزی ا ر ار مطرواۀ اش راب م ب س ف اا ز ميطاق ف زو اج م گرف ه و بر و ع ب را به روش س ف ااشارات ا یج آ ب ا یج كریج يگ مق یسه شرا س. 2. مواد و روشها اش راب م ار مطرواۀ طاجل ا و هغر ف ا ی و عاارض اا و هغر ف اا ی ش ل قر ر گرف ه س ميطقهت كج س ا طجالا ار م آب و و و بس. ز اظر وجپجگر ف و بخش مركوو آ ج و ین ميطقه ز اج و مالیم س ین ميطقه به طجر م جس اش بخش پ ر ماجا آبرف سرا ب زمس. س. مقر ر ریوش 300 م ل ار گذشا ه ب شا رین ب ارابارا رو ز ميا ب راب م چ ا ز طریق چش ه گرف ت م س ت قياج ار ح ل ح ر ب ش رین و اسب و هجو م ر ار سا ل سا آب ار اشا و رواخ ااه ا ناجر ب را برا رو.. به ميظجر مرلس زو وجزیا آبخج اش راب م آبا ش 90 اشا آبخج س ا ار غلظا ز طریق ار ز 61 چ ا ب رابرا رو ار م ر م ا س ل راب ام ا جااهبارا رو و ز آ ا ت آاا ل و ی به ع م آمر. بر و بررس و مط ل ۀ ب ر و ا شر و مطم ا و ا جااهبارا رو باه گجااه و ا خ ب شجار كه مطرواۀ اش بر و ه پل آورو ا جاه و لن س ف اا شر و غلظ ر به خجب پجشش ا يار. و آب زیارزم يا ا او ز ظاروف ز طریق ا جاه ر و ا روش و ر س ج و ن شرار. شكم 1 مطرواۀ مجرا مط ل ه و اق ب ا جاهبرا رو ر اشا ما ا ار. ار یان پاژو ش 75 ارناار ا جاااه اا )45 ا جاااه( باار و ماارلساا زو و 25 ارنر م بق. س رف ه 1.2. منطق فازی برخالف مج جعه ك مم عضج آ ا ر و ارهۀ عضجی كير. فرم كل )16 ا جاه( بر و ع ب رسيج و كالس ک كه عض و آ مرل به كا ر طاجر باه ا مج جعه ار ار مج جعاه ا و فا زو عضا ار كه م مج جعۀ ف زو به نجر وج ار ز نفر و یاک وغ ار س زیر : A x, ~( x ), x X A

4 دورة 41 شمارة 1 بهار شكل 1. موقعیت منطقه و محلهای نمونهبرداری كه ار آ x عضجو ز X و μ Ã ارهۀ عضجی x س كه م وج ار ب ن نفر و یک م غ ر ب شر. بر و ار اظار گارف ن ارهۀ عضجی ز وج ب عضجی س ف اا م شجا كه شا مم وج ب عضجی مثلث ت ذوزاقه وت گجس ت گجسا اوطرفاهت سااا گ ج رو و غ ااارا اااار ( and Raasekaran.)Vayalakshm, 2005 یكاا ز ك ربرا اا و وئااجرو ف زو مرلس زو س. بر و مرلس زو ب س ف اا ز ميطاق ف زوت ب ر ا اا ا و ورواو باه ناجر وج با عضاجی ف زو اش ا اا م شاجارت ساپس یان وج با عضاجی ز طریق و ریف قج ا ن فا زو باه ا اا ا و خروها ماروب م شجار. س س م و س ي ج ف زو ش مم او اج م ر ا و سجگيج م شاجار. ار مارلسا زوت نارف ز مارل ساجگيج س ف اا م شجات زیر خروه و مرل سجگيج به ناجر خط ی عرا ث ب ار. ین مرلس زو ش مم سه مرحلۀ زیار س : 1. خجشهبيرو )و ن س خ ر( 2. قج ا ن ی رول ا )مك ا وم ميطق ف زو( و 3. ب يهس زو حر قم مرب خط )وخ ن پ ر م ر(. خجشهبيرو وكي ک م جل بر و وطل م ا اا و آم رو س كه ار زم يه ی مثام یا اگ رو م شا نت ا ااكا ووت شي س ی لگج و وطل م وصا ویر باه كا ر ما روا. ار یان مط ل ه به ميظجر و ن سا خ ر وجزیا ا اا ا كاه شا مم مخ صااا هغر ف ااا ی و غلظااا ا ااار ار اقااا ب

5 71 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران ا جاه برا رو ارت ز روش خجشهبيرو ف زو FCM شرا س و ب س. ار و ق ه زا م كه سا ف اا خجشهبيارو فا زو روش كالسا ریيگ ا ر یک ا اا به او ی چير كالس ر و لق ا ش ه ب شر. ین روش خجشهبيرو بر س س م يا م كارا رف زیار بي ا گاذ رو شارا سا ( al., Amn et n c m 2 m, 1 1 J x c.)2005 كه, c x x k 1 k 1 c c 2 m1 )1( )2( و c n 1 n. x 1 m, m, )3( m واج بورگور وزاا س ز نفر ( اری و ار ا ا جااه ا ت x مقار ر ا جااه و س ا جاه و ر ا ا جاه فا زو( و عاراو حق قا و n مركاو كالسا رت c و ر ا وكر رت k. µ, µ,. ر یک ز مؤلفه م وریس و س ج خجشهبيرو ر م س ارهاۀ عضاجی كه و ر ا سطر یش بر بار یش بر بر و ر ا كالس ر یش ب ن نفر و یک س. وج بر و و ر ا خجشه و مقار ر و مخ لاف اج م ا ا. بر و به اس و ب ع ب ر خجشاهبيارو آورا و ر ا ب يۀ خجشه ا ز او 3 MPE و FPI سا ف اا ما شاجا Mnasny and McBratney, 2002; Vtharana et (.)al., 2006 cf 1 FPI 1 )4( c 1 و ر ا كالس ر و F اری وجزیا طباق عبا ر زیار n c 1 F ( n, 1 1 H MPE log c ) 2 )5( )6( c س. كه H و ب )7( و به نجر س ا روپ زیر و ریف م 1 1 شجا. 1 H n n c log(,, ) ار ین وطق ق بر و خجشهبيرو ز اارم فاو ر FuzME س ف اا شرا س. مق ایر FPI و MPE باهاسا طریق م ین ارم فو ر بر و و ر ا كالس 2 اش ا اا شرا س. ز آمارا و مخ لف ار شكم طجر كه ار شاكم 2 مشا را شجا و ر ا ب يۀ كالس ر به ز و ك رین مقا ایر FPI و MPEت 6 كالس س. شکل 2. تعیین تعداد بهینۀ کالسترها با استفاده از دو شاخص FPI و MPE

6 دورة 41 شمارة 1 بهار مکان زم منطق فازی و س س م ب ن ورواو و خروه س ي ج ف زوت مرل مرل ر ت ب آاگاا ا فاا زو وجناا ف ماا و غ رخط ار كاه ر بطاۀ س ف اا ز قاج ا ن گار- كيياار ( Jacqun and.)shamseldn, 2006 ار ین پاژو ش ز س سا م فا زو س هيج و وج ب ا ر عضجی س ف اا شارا سا م الۀ 8 و ریف م شجا. گ وس بار و مارلسا زو وجزیا. وا ب عضاجی )8( ار مرل س هيج خروه ار اظر گرف ه م وج ب گ وسا طباق f(x, σ, c) = e (x c)2 2σ 2 3 اش ا اا شرا س. خطا ز ورواو ا شجار. شكم و پ ک مرل س هيج ار شاكم ار رو بط كه ار شكم 3 به نجر شرا س ت Xت م وریس ورواو خالنه اش ا اا و مارل كاه مج جعاه و م شاكم ز مج جعاه ا و فا زو و ریافشارا ار فضا و ورواو س ت Zت م وریس خروها ت Rت مج جعاۀ قاج ا ن ف زوت αت β و εت پ ر م ر و ا م لجم بر و وخ ورواو س خروه x 2 و x 1 و كه ب یر ر ق اج ن زاا شجار و A و B به ورو وج ب عضجی بار و به ش ر م. ار مرل س هيج به ز و خج م ا شا فرمجل )9( به اس )9( آیر. م روار و K و ار ا قاج ا ن عضاجی یک و ب ر ق اج و خروها ا ا ی با سا ف اا ز كه Wت و ب وز مربجب به ار خروها بر و مط سبۀ خروه یک خروه و ن م ز خروه شجا. ز طریق )Z ( ا ی سا ز م ا اگ ن وزاا س ف اا شرا س شا ر ک با ن وج با. وز )10( عضاجی. ار یيجا ار مقار ر ر یاک ز ورواو X mn x W, 1: K 4.2. تخم ن پارامترهای مدل آخرین مرحلۀ مرلس زو به اس و ε بر و ر ق اج آورا س شرا پ ر م ر س آورا پ ر م ر ا و αت β. ار ین مرحلاه بار و باه اسا ز حر قم خط و مرب LSE ی.)Chen, 2004( شكم كل یک و ب خط به نجر : س زیر )11( سا ف اا Z = X θ كه X یک م وریس m n به نجر زیر س. f 1 (u 1 ) f n (u 1 ) X = [ ] f 1 (u m ) f n (u m ) و θ بااارا ر ورواو ااا و مااارل سااا )12( u و ار آ پ ر م ر و مج جل ب ب ا 1 n به نجر. زیر س θ = [θ 1,, θ n ] T )13( س. چي ن Z برا ر خروه ب ب ا 1 m به نجر زیر z * K 1 K 1 W z W شکل 3. ساختار شماتیک مدل ساجنو

7 تz و» 73 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران Z = [z 1,, z m ] T )14( گر X T X. غ رميفرا ب شرت وخ نگر حار قم مرب ا شجا. زیر ح نم م )LSE( به نجر θ = (X T X) 1 X T Z )15( 5.2. کریج نگ كه بر پ یۀ م اگ ن م طارک س وخ ي كریج يگ روش. سا وز ا ر س ج ر و ب رین وخ نگار خطا ا ریا پا کت )حساي ر بطۀ 16 س فرمجل كریج يگ به نجر.)1377 n z (x) = λ z(x ) )16( =1 برآوراوت λت وز و بس ه به ا جاۀ )x( zت * غلظ كه ار آ )x ( مت مقر ر م غ ر ار زاگ اروشارا و nت و ار ا اقا ب ار زاگ روشرا س. س ف اا شرا سا ار ین وطق ق ز كریج يگ م جل به ین طریق كه پس ز بررس ارم لبجا ا اا ا و وباریم ز طریاق ا اا و غ رارم ل به ارما لت لگج ا و وغ را ا ارم فو ر GS رسم و ب ارین لگاجو وغ را ا ا خا ب و شر. بر ار ميطقه بررس گراو ا اا ا س خصجن آمارا ا ر و سا خ ر ین س س ب رین وغ را و بهاسا. فض ی مرل ا ی ت ثر قط ه و 0/09 و سقف 0/505 س كه ار طر ح مرل ف زوت قج ا ن گر- آاگ ا به نجرو ار ا مه شرح ا اا خج ير شر مبي و ر ۀ مرل ف زو ار. ز راب م ا ر و طجل و ار پ يۀ اش كه ر اقطۀ مك ا آاج س ت ار اجش ن قج ا ن گر- آاگ ا بار و عرض هغر ف ی ار آ اقطهت ح ب یر ز حرف ربا مط سبۀ مقر ر ا ر» س ف اا كرا )ب یار اجشا : گار اقطاۀ A ا ر و طاجل هغر ف ی x و عرض هغر ف ی y بجات آاگ ا مقر ر ا ر آ بر بر z خج ر بجا(. حرف»و«ر ب ع لگر شا ر ک ار م اال ف زو شب هس زو م كييرت زیر قج عر گار- آاگا ا و ریفشرا ورك و شرط اار كاه باه شار باه ام و بس ه ار و به ال م یيكه مج جعۀ یان قج عار ار ا ب یر یک حق ق ورك ر بگجیيرت ب یر ین قج عر س ف اا شجات به گجاه و یا ز ع لگار شا ر ک بار و و ا م كه شر ی قج عر ر ر كير. باه ا ن ال ام ار مرحلاۀ باه اسا آورا خروج ا ش ر ک )ی ی به ال م یيكه ورواو عر ا بورگ ار و ز طرف یک و ریف م ا او )م الاه ا و 9 و 10( ز ع لگار )mn س ف اا شرا س. و س س م به ناجر وج ب عضجی شجارت ب ر ورواو UTM و ف زو ب ن نفر و ب ن مطارواۀ نافر و یک ارم ل وا و ب س ف اا ز خجشهبيارو فا زوت ا اا ا ار شش اس ه خجشهبيرو شرار. n m و ر ا كم قج ا ن م كن ار طر ح ساا ورواو خجشه كااه ار آ ميطاق فا زو بر بار n و اار ا خجشااه اا و m و اار ا س. اظر به یيكاه ار یان مط ل اه و ار ا ب ياۀ 6 و و ر ا ورواو و مسئله بر بر 2 س ت و ار ا كم قج ا ن م كن بر بر 36 عارا خج ار باجا. ما ار یان مرلس زو رو ب نط ح با ن ورواو ا و خروها س س م به وس لۀ خجشهبيرو ف زو و ب يهس زو او وا ب ا و و 6 و ن شرا س ت لذ وي قاج ا ن ناط ح ار طر حا مرل ف زو اخ م ا اا م 4 شجار كاه بار سا س ( Tutmez Matlab user s Hatpoglu, 2010 )and و 2001( )gude, بر بر و ر ا خجشه شكم وج ب عضاجی. س خج ر بجا. به عب ر ایگارت ورواوت و ار ا آ ا و ح ا طارح قج ا ن بر و آماجزشت ح نام روش خجشاهبيارو FCM بر ین س س مج جعۀ قج ا ن و ریفشرا ار زیر آوراا شرا س : 1. ق اج گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه خجشۀ )و ب عضجی ) 1 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 1 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: خروه بر بر س ق اج ب و ب عضجی 1 خروه..2 گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه خجشۀ )و ب عضجی ) 2 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی

8 دورة 41 شمارة 1 بهار اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 2 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: خروه بر بر س ب و ب عضجی 1 خروه. ق اج 3. گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه خجشۀ )و ب عضجی ) 3 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 3 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: خروه بر بر س ب و ب عضجی 3 خروه. ق اج 4. گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه خجشۀ )و ب عضجی ) 4 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 4 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: خروه بر بر س ب و ب عضجی 4 خروه. ق اج 5. گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه خجشۀ )و ب عضجی ) 5 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 5 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: 5 خروه. ب و ب عضجی بر بر س خروه 6. گر طجل هغر ف ی اقطۀ مجرا اظر م لق باه ق اج خجشۀ )و ب عضجی ) 6 ز ورواو 1 و عرض هغر ف ا ی اقطۀ مجرا اظر م لق به خجشۀ 6 ز ورواو 2 ب شرت آاگ ا: 6 خروه. ب و ب عضجی خروه بر بر س 3. نتایج و بحث سايج ار ین وطق ق ز 16 ا جاۀ هر گ ااه بار و ناط مرل س ف اا شرا س. لذ پس ز و سيج ت بر و سايجش سايج و ا ا یج آ با ع لكرا مرل ر هشرا مرل ناط شرۀ وج با ا یج كریج يگ مق یسه شر. پ ر م ر و و سيج عضجی ورواو و خروه )كاه ار م الاۀ 8 و شاكم 3 اش ا اا شرا ار( ار هرول 1 ر ه شرا س. چيا نت شكم 4 س خ ر س س م فا زو ا ا ی پاس ز و سايج ر ا ر. اش م مق ایر ار زاگ روشرا و مط ساب و ا ار ز طریاق ميطق ف زو و كریج يگ به ميظجر نط ار شكم 5 اش ا اا شرا س. خط اا م سيج ا جااه ا ت چي ن ز سه شا خص آما رو ریشاۀ م ا اگ ن مربا ) RMSE (ت م اا اگ ن خطاا و مطلااق )MAE( و ری وب ن ( 2 R( بر و سيجش ع لكرا مرل س ف اا شرا س. ین ش خص ا و آما رو باه ناجر زیار و ریاف شجار. RMSE = 1 n n (z z ) 2 )17( =1 MAE = 1 n )18( n z z =1 R 2 = 1 n =1 (z z ) 2 )19( (z n z 2 n =1 =1 ) n ار یاان رو باا ت n و اار ا ا جاااه اا ت z غلظاا ار زاگ روشرا و z * غلظ مط سب و س. خصجنا آم رو مق ایر مط سب و ا جاه و نط سيج ار هرول 2 آوراا شرا س. جدول 1. مقادیر پارامترهای بهینهشدۀ توابع عضویت ورودی و خروجی ε -3/126 خجشه 1 ورواو 1 C σ 0/3313 0/1672 ورواو 2 σ 0/1768 خروه β 9/937 α 44/83 c 0/ /4-317/8 566/4 0/5807 0/1243 0/5027 0/ /72 66/09-19/18 0/4377 0/2049 0/6495 0/ /1-319/4 127/6 0/6709 0/1598 0/4066 0/ /9-121/5 132/5 0/5013 0/1599 0/6086 0/ /4-265/ /8856 0/ /5478 0/0492 6

9 75 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران شکل 4. ساختار سیستم فازی نهایی پس از بهینهسازی پارامترهای مدل شکل 5. غلظتهای اندازهگیریشده و تخمینزدهشدۀ نیترات در نقاط کنترل از طریق دو روش کریجینگ و منطق فازی جدول 2. خصوصیات آماری دادههای استفادهشده برای صحتسنجی R 2 RMSE MAE Std مرل mean 0/916 1/6940 1/3982 5/063 ميطق ف زو 7/99 0/517 4/3549 2/9677 2/594 كریج يگ 5/ /57 ار زاگ روشرا 8/65

10 دورة 41 شمارة 1 بهار شکل 6. توزیع غلظت نیترات در آبخوان دشت اردبیل R 2 طجر كاه ز شاكم 5 و ا ا یج مياررج ار هارول 2 برم آیرت مرل ر هشرا اسب به روش كریج يگ ا یج ب رو ا ش ه س. ز ین روت پس ز و سيج و نط سيج ت مرل ميطق ف زو بر و مطرواۀ آبخج هر شار كاه ا ا یج آ باه نجر یک رس ر ار شكم 6 آوراا شرا س. 4. نت جهگ ری ق بم ع ابجا اقشه و وجزی مك ا عي نر و آالیيرا ا اقش بس ر م ار مریری مي ب آب ا را. بر و بررسا وجزی مك ا پ ر م ر و ك ف ت م جال ز روش ی م ايار زما نآما ر سا ف اا ما شاجا. بار سا س ا ا یجت روش زم نآم رو كریج يگ بر س س سه ش خص آما رو MAEت RMSE و ق ار به وخ ا ن ق بام قباجل مقا ایر غلظا ا ر ار اق ب كي رل ابجاات ار ح ل كه مرلس زو ميطاق ف زو وج اس ه س ا یج ر ی بخش ر ح نم كير. م مورین بخش مرلس زو ف زوت طر ح قج ا ن فا زو س. س ف اا ز FCM روش ك ر بر و و ن مشخصا وج ب عضجی ورواو و خروه و و ن قج ا ن نط ح و الزم و ه ياا ب ز قااج ا ن غ ر اارورو باار و آمااجزش مرلس زو ف زو س. ب س ف اا ز خجشهبياروت ا اا ا و ارو گروا شب زی او ب ریگر و وف و چش گ رو ب گروا و ایگر ا رار. بورگورین مطروای س ف اا ز ميطق ف زو ار یجا ا روب ب ب ن ا اا و مك ا و ارو ی ب ت و ن و ر ا ب ياۀ خجشه س كه ین ك ر ب س ف اا ز ارم فو ر FuzME باه ر ح مك پذیر س.

11 77 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران خروه مرل وجزی غلظ ا ر اش ما ا ار كاه غلظاا ا اار ار بخااش اا ی ز ح شاا ۀ شاا ل و هيجبغرب اش ب الو 10 م ل گرم بجاا سا و حاروا 17 ارنر آبخج ر به خجا خ ص ص م ا ار. ا ح اۀ با غلظ ب الو ا ر ار طار ف راب ام با ا ح اۀ خاروج ف الب ش رو اطب ك مم ا را و عل آ ر به ح ا ل زی ا م وج مربجب به ف الب ش رو ا اسا. چيا نت غلظ ب الو ا ر ار ح ش ۀ ش ل اش ب اج ح افن پس ار ا ر و اطب س كاه ما واج غلظا با الو ا ر ر به ح ل زی ا به آ اسب ا ا. ز آاج كه چا ا ا و آب شارب ار سر سار اشا ار وس اوایک به ا صر ك لاجم ر مربا پر كيارا شارا اارت م وج ز ین اقشه ار مریری ك ربرو آب بر و مص رف شرب س ف اا كرا و بر و ب بجا ك ف آب ار ین ميا طق و ر مي س ر ار آیيرا ار اظر گرف. یك ز مو ی و س ف اا ز ميطق ف زو و خجشهبيرو ار مرلس زو وجزی مك ا یان سا كاه سا خ ر ا اا ا و روب ب ب ن آ شي س ی شرا س و با باه كا رگ رو آ م وج بر مطروای و مشكالو كه ار روش و ایگر چاج آا وووروپا ا اا ا ت غ ر گيا ا اا ا ت واثث ر فر یير و مط ط مخ لف روو وجزی مكا ا و... وهاجا ا رات ف یق آمر و مرلس زو نط حورو ز مسئله ر اه ا ا. لذ ار مي طق ب وس زی ا كه خروه روش و ساي ت ز ه له زم نآم ر به عل مطروای اق ب پ یش و ف نالۀ زی ا ب ن آ م ت اقا وج ار بر و وجل ر ا اا س ف اا شجا. ك ا ا راارت سا ف اا ز یان روش ب وجهه باه ا ا یج و اقا خاجب مارل ميطاق فا زو پ شي ا م شجا كه بر و مط ل ۀ پریارا ا و طب ا م ايار وجزی مك ا عي نرت وجزی پ ر م ر و ررول ك آبخج ت وغ ر سطح یس ب ت و ن يرسۀ آبخاج ت پریارا ا و هاااجو و... كاااه پااا شا ااا ز مط ل ااا هاااا م ا اا رروژ جلجژیك و مجرا ا ز روش روش س ف اا شجا. ها یادداش ارت مخصجن ار ميا طق كاه با ك باجا و زم نآم رو مج هه یمت ز یان 1. Krgng 2. Fuzzy c-means 3. Cluster valdty functon 4. Determnaton coeffcent منابع س ج روت و.ت ب گ رچگ ا ت ح. و ا وای ت. ر بررس ا ر مك ا وغ ر ار آب زیرزم ي اش لراگ ت ماریری آب و آب روت اورۀ 2 ت ش رۀ 1 ت ب ر 1391 ت نص نغرومقرمت لف نجل شي خ آب و زیرزم ي ت ا ش ر ا اشگ ا وبریوت 349 ص. ه فرو. و بررس ملک آب اوت ك ر ار آب ا ر غلظ س و زیرزم ي نف ت علاجم و فياج كشا ورزو و ميا ب طب ت س ل ش مت ش رۀ سجم نص هالل ت م. و كالاچ ت ز غلظ ار آب ا ر و زیرزم ي ميطقۀ ب ر ر ت مجلۀ علجم خ ک و آبت هلر 19 ت ش رۀ 2 ت نص 194 و.202 پ کت حسي. لف زم ن آم ر )ژ ج س و س ا ش ر ولت ک(ت چ پ ا اشگ ا و ر ت 314 ص. - فا زو ار خو ع ت لف.ت آلش خت. لف.ت كری ت م. و وح را ت م. ح مق یسۀ او روش مرلس زو با سا ف اا پ شب ي غلظ آالیيرۀ مجاجكس ر كربنت مط شي س ت س ل س و ش مت ش رۀ 4 ت نص ز شابكۀ عصاب ا اشجر وثجق ت ف. و اینپژوات و. مط شي س ت س ل س و بررسا رواار وغ ار ك ف ا آب زیرزم يا اشا راب ام با سا ف اا ز روش ساپ رمنت ش مت ش رۀ 4 ت نص

12 دورة 41 شمارة 1 بهار پژو شا رح بيررآب اوت س. و ثقف ت ب برآورا وجزی ب ب رارگ مك ا ك ک وئجرو مج جعه و فا زوت مجلاۀ عل ا آب مي ب وطق ق یر ت س ل سجمت ش رۀ 2 ت نص لط فت م بررس ار آب آ و ميشثی ب ا ر آلجاگ مش رت پ ی اش و زیرزم ي ا مۀ ك رشي س رشرت ا اشكرۀ كش ورزوت ا اشگ ا ني نف. مطسي ت بررس و زیرزم ي آب آلجاگ و ار ا ار به یاج ثار كا ربرا كجا ا و زواه ار ش رسا ب بامت پ یا ا ماۀ ك رشي س رشرت ا اشكرۀ كش ورزوت ا اشگ ا ورب مررس.. ر بررس مط ری فضل ت م. و ن اق ت مي ب آلجاگ وثم ن آب آش م را طا ش ر زاج سا ل ا و ت مجلاۀ عل ا ا اشگ ا علجم پوشك و خرم ارم ا زاج ت ش رۀ 43 ت نص 49 و 54. ا کا مت ر.ت مط روت ک. و هج رومجرت و رزی ب آس پذیرو سفرۀ آب زیرزم ي و ر - كارج با روش DRASTIC و ميطاق ف زوت مجلۀ عل - پژو ش وطق ق مي ب آب یر ت س ل سجمت ش رۀ 2 ت نص ش ت س. ح.ت عظ ق ایكالی ت م. م.ت رع ام واروت م. و برك نت س ك ربرا روش ه م رزی ب ف زو ار پ يهبيرو ك فا آب رواخ اه ت مط شي س ت س ل س و ش مت ش رۀ 62 ت نص یجسف ت ذ. و ا جت بررس و و ن م و مي ب ا ر آب آش م را روس ی آممت مجلۀ ا اشگ ا علجم پوشك م زاارر ت اورۀ فر مت ش رۀ 61 ت نص 161 و 165. Almasr, M. N. and Kaluarachch, J. J Mult-crtera decson analyss for the optmal management of ntrate contamnaton of aqufers. Journal of Envronmental Management, 74, Amn, M., Afyun, M., Fathanpour, N., Khadem, H. and Flühler, H Contnuous sol polluton mappng usng fuzzy logc and spatal nterpolaton. Geoderma, 124 (3 4), Antonakos, A. K. and Lambraks, N. J Development and testng of three hybrd methods for the assessment of aqufer vulnerablty to ntrates, based on the drastc model, an example from NE Korntha, Greece. Journal of Hydrology, 333, Chen, X Recursve Least-Squares Method wth Membershp Functons, Proceedngs of the Thrd Internatonal Conference on Machne Learnng and Cybernetcs, Shangha, pp: Dxon, B., Scott, H. D.,Steele, K. F. and Dxon, J. C Predcton of aqufer vulnerablty to pestcdes usng fuzzy rulebased models at the regonal scale. Physcal Geography, 23 (2), Flpo, N., Jeanne'e, N., Pouln, M., Even, S. and Ledoux, E Assessment of ntrate polluton n the Grand Morn Aqufers (France): combned use of geostatstcs and physcally-based modelng. Envronmental Polluton, 146 (1), Jacqun, A. p. and Shamseldn, A. Y Development of ranfall-runoff models usng Takag-Sugeno Fuzzy Inference System. Journal Homepage: Km, K. H., Yun, S.T., Cho, B. Y., Chae, G. T., Joo, Y., Km, K. and Km, H. S Hydrochemcal and multvarate statstcal nterpretatons of spatal controls of ntrate concentratons n a shallow alluval aqufer around oxbow lakes (Osong area, central Korea). Journal of Contamnant Hydrology, 107, Kord, M. and Moghaddam, A. A Spatal analyss of Ardabl plan aqufer potable groundwater usng fuzzy logc. Journal of Kng Saud Unversty Scence, 26, Maumder, R. K., Hasnat, M. A., Hossan, Sh., Ikeue, K. and Machda, M An exploraton of ntrate concentratons n groundwater aqufers of central-west regon of Bangladesh. Journal of Hazardous Materals, 159, Matlab user s Gude Fuzzy logc toolbox, Matlab CD-ROM Mathworks, Inc. Mertens, M. and Huwe, B FuN-Balance: a fuzzy balance approach for the calculaton of ntrate leachng wth ncorporaton of data mprecson. Geoderma, 109, Mnasny, B. and McBratney, A. B FuzME Verson 3. Australan Centre for Precson Agrculture, The Unversty of Sydney NSW 2006, Australa. Avalable at: accessed 17/7/2005.

13 79 مدلسازی کم ی توزیع نیترات در آبخوان دشت اردبیل با استفاده... مهدی کرد و همکاران Nadr, A., Fan, E., Asghar-Moghaddam, A., Tsa, F Supervsed commttee machne wth artfcal ntellgence for predcton of fluorde concentraton. Journal of Hydronformatcs, 15(4), Nadr, A., Chtsazan, N., Tsa, F., and Moghaddam, A Bayesan Artfcal Intellgence Model Averagng for Hydraulc Conductvty Estmaton. J. Hydrol. Eng., 19(3), Raasekaran, S. and Vayalakshm Pa, G. A Neural networks, fuzzy logc, genetc algorthms synthess and applcatons, Prentce-Hall of Inda, New Delh, 439. Shrestha, R. R., Bardossy, A. and Rode, M A hybrd determnstc fuzzy rule based model for catchment scale ntrate dynamcs. Journal of Hydrology, 342, Tayfur, G., Nadr, A., Moghaddam, A Supervsed Intellgent Commttee Machne Method for Hydraulc Conductvty Estmaton. Water Resources Management, 28(4): Tutmez, B. and Hatpoglu, Z Comparng two data drven nterpolaton methods for modelng ntrate dstrbuton n aqufer. Ecologcal Informatcs, 5, Vtharana, U. W. A., Van Mervenne, M., Cockx, L. and Bourgeos, J Identfyng potental management zones n a layered sol usng several sources of ancllary nformaton. Sol Use and Management, 22,