تحقیقات آب و خاک ایران

تحقیقات آب و خاک ایران

تحلیل عدم قطعیت زمانی در ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان (منطقه مورد مطالعه: آبخوان ساری-نکا)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 استادیار مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات
3 گروه علوم و مهندسی آب،واحد علوم و تحقیقات ،دانشگاه آزاد اسلامی،تهران،ایران.
4 گروه مدیریت ساخت وآب،واحد علوم و تحقیقات،دانشگاه آزاداسلامی،تهران،ایران.
چکیده
ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان‌ها با استفاده از شاخص DRASTIC و بر مبنای وزن‌ها و رتبه‌های ثابت انجام می‌گیرد که برخی پارامترهای مؤثر به‌ویژه عمق آب زیرزمینی و تغذیه آبخوان که دارای تغییرات زمانی قابل توجهی هستند می‌تواند تغییر در نتایج را حاصل کند. در این پژوهش، اثر عدم قطعیت زمانی بر واسنجی شاخص آسیب‌پذیری DRASTIC در آبخوان ساری–نکا بررسی شد. برای این منظور، داده‌های سری زمانی عمق آب زیرزمینی و بارش در یک دوره 20 ساله تحلیل گردید و سه وضعیت آماری شامل Q25، میانه و Q75 برای نمایش شرایط خشک، متوسط و تر تعریف شد. نتایج نشان داد که در شرایط تر، سطح آب زیرزمینی در بخش‌های مختلف آبخوان حدود 20 تا 50 سانتی‌متر و در شرایط خشک حدود 30 تا 70 سانتی‌متر تغییر داشته است. همچنین در شرایط Q25، وسعت کلاس آسیب‌پذیری خیلی کم افزایش یافت، در حالی‌که در شرایط Q75، پهنه‌های دارای آسیب‌پذیری بالا گسترش بیشتری نشان داد. واسنجی شاخص DRASTIC با دو مدل RF-HHO و CNN-HHO با دامنه وزن 1 تا 7 و رتبه 1 تا 10 انجام گرفت. ضریب همبستگی شاخص اولیه DRASTIC با غلظت نیترات برابر 37/0 بود که پس از واسنجی با مدل RF-HHO به بازه 62/0-64/0 و با مدل CNN-HHO به بازه 67/0-68/0 ارتقاء یافت. نتایج نشان داد که تلفیق عدم قطعیت زمانی و واسنجی داده‌محور می‌تواند دقت ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان را افزایش دهد. همچنین حساسیت شاخص آسیب‌پذیری DRASTIC به ترکیبی از وزن پارامتر، رتبه‌بندی، توزیع مکانی و نحوه تلفیق پارامترها وابسته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Temporal Uncertainty Analysis in Aquifer Vulnerability Assessment (Study Area: Sari-Naka Aquifer)

نویسندگان English

Amirhossein Kiarazm 1
seyedeh Hoda Rahmati 2
Hossein Babazadeh 3
Aminreza Neshat 4
1 Department of Environmental Engineering, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Department of environmental engineering, Science & Research branch, Islamic Azad University
3 Department of Water Science and Engineering, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran.
4 Department of Civil Engineering, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

Groundwater vulnerability assessment is commonly conducted using the DRASTIC index based on fixed weights and ratings. However, some influential parameters, particularly groundwater depth and aquifer recharge, exhibit considerable temporal variability that may affect assessment results. This study investigated the effect of temporal uncertainty on the calibration of the DRASTIC vulnerability index in the Sari–Neka aquifer. For this purpose, 20 years of groundwater depth and precipitation time-series data were analyzed. Three statistical conditions, including Q25, median, and Q75, were defined to represent dry, average, and wet scenarios, respectively.



The results showed that under wet conditions, groundwater levels changed by approximately 20–50 cm across different parts of the aquifer, whereas under dry conditions, variations ranged from 30 to 70 cm. In the Q25 scenario, the extent of the very low vulnerability class increased, while the Q75 scenario led to a broader distribution of highly vulnerable areas.



The DRASTIC index was calibrated using RF-HHO and CNN-HHO models with weight and rating ranges of 1–7 and 1–10, respectively. The correlation coefficient between the original DRASTIC index and nitrate concentration was 0.37. After calibration, this value improved to 0.62–0.64 using RF-HHO and to 0.67–0.68 using CNN-HHO. The findings demonstrate that integrating temporal uncertainty with data-driven calibration can significantly enhance the accuracy of groundwater vulnerability assessment. Moreover, the sensitivity of the DRASTIC index depends on the combined effects of parameter weights, ratings, spatial distribution, and parameter integration methods.

کلیدواژه‌ها English

Uncertainty
Deep Learning
Spatial Distribution
Vulnerability Index
CNN_HHO Model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 19 مرداد 1405