ارائه روشي جديد براي ارزيابي كيفيت هيدروژئوشيميايي آب‌هاي زيرزميني با استفاده از الگوريتم‌هاي هوش جمعي

Presentating a New Approach for Evaluating the Hydro-geochemical Quality of Groundwater using Swarm Intelligence Algorithms

طي سالهاي اخير، افزايش ميزان شوري و كاهش كيفيت آبهاي زيرزميني به‌دليل نفوذ و اختلاط آلاينده ها، به يكي از چالش هاي زيست محيطي تبديل شده است. اين چالش ها مخاطراتي جدي در راه توسعۀ جوامع بشري و سلامت انسان به وجود آورده‌اند. به منظور جلوگيري از مخاطرات آتي و برنامه ريزي هاي مناسب براي حفظ منابع آبي، بررسي كيفي منابع آب زيرزميني از موارد ضروري است. در پژوهش حاضر، روش هوش جمعي مبتني بر الگوريتم هاي فراابتكاري انتخابات و گرگ خاكستري به‌منظور تعيين مقادير بهينه براي پارامترهاي كيفي آب نظير TDS، EC و SAR ارائه شده است. به‌منظور ارزيابي روشهاي پيشنهادي، از داده هاي مربوط به دشت بستان آباد طي دورۀ آماري 10 ساله (1382ـ 1392) استفاده شده و نتايج براساس استانداردهاي ويلكاكس، شولر و پايپر بررسي شد. نتايج آزمايش ها نشان ميدهند آبهاي زيرزميني دشت بستان آباد براي مصارف كشاورزي و شرب در حد متوسط تا قابل قبول بوده و به دليل خورندگي و سختي كم، از نظر استفاده در صنعت مناسب‌اند. بيشتر داده ها در كلاس C2S2 قرار گرفتند كه براي مقاصد كشاورزي مناسب است. ضريب همبستگي بيش از 95 درصد، بيان‌كنندۀ دقت قابل قبول الگوريتم بهينه سازي گرگ خاكستري در مقايسه با الگوريتم انتخابات در تخمين پارامترهاي كيفي آب زيرزميني است.

In recent years, increasing salinity and reduction in the quality of groundwater have become one of the environmental challenges due to the penetration and mixing of pollutants. These challenges have created serious risks for the development of human societies and health. In order to prevent future risks and appropriate planning for preserving water resources, a qualitative study of groundwater resources is an essential requirement. In this research, a swarm intelligence approach based on election algorithm and gray wolf optimization algorithm is presented to determine the optimal values ​​for water quality parameters such as TDS, EC and SAR. In order to evaluate the proposed method, data on the plain of Bostanabad city in the 10 years period (2003-2013) were used and the results were evaluated based on Wilcox, Schuler and Piper measures. The results of the experiments show that the underground water of Bostanabad city is modest to acceptable for agriculture and drinking and is suitable for industry due to corrosion and hardness. Most of the data were in the C2S2 class, which is suitable for agriculture. The correlation coefficient above 95% indicates the acceptable accuracy of the gray wolf optimization algorithm in comparison with the election algorithm in estimating the groundwater quality parameters.