تخمين عددي شاخص كيفي آب شرب با استفاده از روش‌هاي درختي و رويكردهاي تركيبي موجك و تحليل مؤلفه اصلي

آگاهي از كيفيت آب، يكي از نيازهاي مهم در برنامه‌ريزي، توسعه و حفاظت از منابع آب براي مصارف مختلف از جمله شرب به شمار مي‌رود. استفاده از روش‌هاي مدرن داده‌كاوي، مي‌تواند رويكرد مناسبي براي پيش‌بيني و طبقه‌بندي كيفيت آب باشد. در پژوهش حاضر، براي محاسبه شاخص كيفي آب شرب از پارامترهاي شيميايي شامل سختي كل، قليائيت، هدايت الكتريكي، كل مواد جامد محلول، كلسيم، سديم، منيزيم، پتاسيم، كلر، كربنات، بي كربنات و سولفات ايستگاه هيدرومتري باغ كلايه استان قزوين، در دوره آماري 23 ساله (1998-2020) استفاده شد. روش درخت تصادفي براي تخمين و مدل‌سازي مقادير عددي شاخص كيفي آب شرب براساس تركيب‌هاي مختلفي از پارامترهاي شيميايي به كار برده شد. ماتريس همبستگي و الگوريتم رليف، مبناي انتخاب تركيب‌هاي مختلفي از پارامترهاي شيميايي به‌عنوان ورودي روش‌هاي داده‌كاوي در قالب سناريوهاي مختلف در نظر گرفته شدند. در جهت بهبود نتايج تخمين عددي شاخص كيفي آب شرب، از رويكرد‌هاي تبديل موجك، دسته‌بندي مدل‌ها و تحليل مؤلفه اصلي استفاده شد. بررسي نتايج نشان داد كه تركيب 3 روش تحليل مؤلفه اصلي (با در نظر گرفتن 3 عامل اصلي)، رويكرد پيش‌پردازش Bagging و درخت تصادفي، با ضريب همبستگي برابر با 0.98، ريشه ميانگين مربعات خطا برابر با 2.17، ميانگين خطاي قدر مطلق برابر با 1.52 و ضريب ويلموت اصلاح شده برابر با 0.97 مي‌تواند دقت بالايي در تخمين مقادير عددي شاخص كيفي آب شرب داشته باشد. براساس نتايج كلي به دست آمده، در صورت كمبود نمونه‌هاي آزمايشگاهي و يا عدم دسترسي به تمام پارامترهاي شيميايي، روش‌هاي معرفي شده در اين مطالعه، به علت دقت بالا جهت تخمين شاخص كيفي آب شرب قابل توصيه خواهند بود.