شناسايي مناطق بحراني كيفيت آبهاي زيرزميني استان گلستان با استفاده از روش خوشه‌بندي فازي

سابقه و هدف: يكي از مهمترين بحرانهايي كه اغلب كشورها در حال حاضر با آن روبرو هستند، مساله كاهش كيفيت منابع آبي مي ‏باشد. كاهش ذخاير آب‌هاي زيرزميني و افزايش آلودگي‌ها، پتانسيل استفاده از آب‌هاي زيرزميني براي مصارف مختلف را به ميزان قابل ‏توجهي كاهش داده است. يكي از علل اصلي افت كيفيت آبهاي زيرزميني عبارتند از نفوذ زه آب‌هاي كشاورزي ناشي از مصرف بي رويه ‏كود و سموم كشاورزي مي باشد. همچنين صنايع كه در بسياري موارد آب‌هاي زيرزميني را با آلاينده‌هاي شيميائي و هيدروكربني آلوده ‏نموده‌اند. علاوه براين عوامل، دفع فاضلاب‌ها در شهرها و روستاها از طريق چاه‌هاي جاذب كه از انواع ويروس‌ها و باكتري‌ها تشكيل ‏شده‌اند نيز از اعوامل ايجاد آلودگي هستند برنامه پايش كيفيت منابع آب زيرزميني مي‌تواند كيفيت مناسب منابع آب براي كاربري‌هاي ‏مختلف را تضمين كند. بدون پايش اطلاع مستمر از كيفيت منبع آب، روند تغييرات آن، برنامه ريزي براي تخصيص بهينه براي كاربري‌هاي ‏گوناگون، ارزيابي اثر توسعه‌هاي جديد و طراحي و اجراي برنامه‌هاي مديريتي امكان پذير نمي‌باشد لذا در اين تحقيق همگن بندي كيفي ‏آبهاي زيرزميني به منطور شناسايي مناطق بحراني در استان گلستان واقع در شمال كشور ايران با استفاده تركيب خوشه‌بندي فازي با ‏الگوريتم ژنتيك، بر روي 14 پارامتركيفي‎ ‎در سالهاي 1385، 1390 و 1395 بصورت گام زماني 5 ساله صورت گرفت.‏مواد و روشها: در اين تحقيق جهت تعيين مناطق همگن براي هر سال ابتدا تعداد بهينه خوشه‌ها با استفاده از الگوريتم ژنتيك كه در ‏نرم افزار متلب برنامه نويسي شده است، بدست آمد. بعد از خوشه‌بندي داده‌هاي كيفي، مقادير مراكز خوشه ها از نظر كيفي با دياگرام شولر ‏و ويلكاكس بررسي و مقايسه گرديد و براي نمايش بهتر مناطق همگن ازنظر كيفيت آبهاي زيرزميني، نقشه هاي كلاس بندي در نرم افزار ‏GIS‏ براي منطقه تهيه و براي مطالعه ارائه شده است.‏يافته ها: نتايج نشان داد كه تعداد بهينه خوشه ها در سالهاي 1385، 1390 و 1395 به ترتيب 6، 5 و 6 بوده است. بررسي نقشه هاي ‏كلاس بندي كيفيت آب زيرزميني نشان داد كه در سال 1385، خوشه شماره 6 كه 2.7 % از چاههاي مورد مطالعه را شامل مي شود در ‏وضعيت نامناسبي از نظر كيفيت آب زيرزميني از نظر شرب و كشاورزي قرار دارند كه اين چاهها در محدوده شهركلاله قرار دارند. ‏همچنين در سال 1390 بر اساس نتايج مي توان دريافت كه 36.8 درصد چاههاي استان در وضعيت خوبي از نظر كيفيت پارامترهاي شرب ‏و كشاورزي قرار دارند كه اين چاهها تقريبا در بيشتر نقاط استان وجود دارند. و 33.33 % از چاهها در وضيت متوسط از نظر كيفيت شرب ‏قرار دارند. همچنين نتايج خوشه‌بندي فازي ‏‎(FCM)‎‏ در سال 1395 نشان داد كه اكثر پارامترها در خوشه 3 داراي كيفيت متوسط هستند كه ‏تقريبا 5.55 درصد از چاههاي استان را شامل مي شوند.‏نتيجه گيري: بررسي نتايج نشان داد كه وضعيت كيفيت آبهاي زيرزميني استان در سال 1385 نا مناسب بوده و در سال 1390 از وضعيت ‏مناسب تري برخوردار بوده است. ولي سال 1395 نسبت به سال 90 شاهد كاهش افت كيفيت بوده ايم لذا بايد برنامه هاي مديريتي مناسب ‏اتخاذ گردد. همچنين مشاهده شد كه روش خوشه بندي فازي به دليل درنظر گرفتن شرايط عدم قطعيت در تايين كلاس هاي سيستم طبقه ‏بندي روش مناسبي براي بررسي كيفيت و شناسايي مناطق بحراني منابع آب زيرزميني مي باشد. ‏