بهينه‌سازي مدل DRASTIC جهت ارزيابي آسيب‌پذيري آب زيرزميني آبخوان كاشان به آلودگي نيترات با استفاده از روش‌هاي آماري و تحليل حساسيت

In this study, the optimized DRASTIC model parameters and land use layer (LU) were used to assess specific vulnerability in Kashan aquifer using statistical methods. Information layers were prepared,

در اين تحقيق از بهينه‌سازي پارامترهاي مدل DRASTIC و لايه كاربري اراضي (LU) جهت ارزيابي آسيب‌پذيري ويژه آبخوان كاشان با استفاده از روش‌هاي آماري استفاده گرديده است. لايه‌هاي اطلاعاتي در محيط GIS تهيه، رتبه‌بندي (قطعي و فازي-آماري)، وزن‌دهي (اصلي و آماري) و به‌روش هم‌پوشاني‌شاخص تلفيق گرديدند. براي بهينه‌سازي مدل DRASTIC، از رگرسيون غيرخطي جهت رتبه‌بندي فازي-آماري (هم‌مقياس‌سازي) و از ضرايب همبستگي پيرسوني بين غلظت نيترات با پارامترهاي هم‌مقياس‌شده مدل DRASTIC و تحليل حساسيت (حذف پارامتري و تك پارامتري) جهت تعيين و تصحيح وزن مناسب پارامترها استفاده شد. در نتيجه مدل RASIC-LU براساس رتبه‌بندي و وزن‌دهي آماري و تحليل حساسيت تك پارامتري، ضريب همبستگي 1/61 درصد و سطح معني‌داري آماري 001/0 را نشان داده و با پارامترهاي نرخ تغذيه خالص، محيط آبخوان، محيط خاك، اثر منطقه غيراشباع، هدايت هيدروليكي و كاربري اراضي به‌ترتيب با وزنهاي 50/2، 63/4، 15/4، 03/3، 96/1، 00/2 به‌عنوان بهترين مدل انتخابي مشخص شد. براساس اين مدل، قسمت‌هاي غربي و جنوبي آبخوان به‌دليل نرخ تغذيه بالا، كاربري اراضي آلاينده و مواد درشت‌دانه در ناحيه غيراشباع، خاك و محيط آبخوان داراي خطرپذيري آلودگي زياد و بسيار زياد مي‌باشد. همچنين حساسيت اين مدل براساس ميانگين مجذورات خطا (MSE) نسبت به حذف و يا افزايش وزن پارامترهاي كاربري اراضي، محيط خاك، اثر منطقه غيراشباع، محيط آبخوان، نرخ تغذيه خالص و هدايت هيدروليكي به‌ترتيب روند كاهشي نشان داد.

In this study, the optimized DRASTIC model parameters and land use layer (LU) were used to assess specific vulnerability in Kashan aquifer using statistical methods. Information layers were prepared, rated (deterministic and fuzzy-statistical), weighted (original and statistical) and combined (by Index-Overlay method) in GIS environment. For optimization of DRASTIC model, nonlinear regression for fuzzy-statistical rating (scaling) and Pearson correlation coefficients between nitrate concentrations and scaling parameters of DRASTIC model and sensitivity analysis (removal and single-parameter) were performed to determine and modify weighted parameters. As a result, RASIC-LU model with statistical rating and weighting, single-parameter sensitivity analysis, determined the best selection model based on correlation coefficient = 61.1%, P-Value= 0.001 and with parameters of net recharge, aquifer media, soil media, impact of vadose zone, hydraulic conductivity and land use with weight values of 2.50, 4.63, 4.15, 3.03, 1.96 and 2.00 respectively. According to this model, western and southern parts of the aquifer has a high and very high pollution risk due to high net recharge, pollutant land use and coarse-grain material in the impact of vadose zone, soil and aquifer media. In addition, sensitivity analysis based on mean squares error (MSE) indicated that this model is more sensitive to removal and increase of parameters weight of land use, soil media, impact of vadose zone, aquifer media, net recharge and hydraulic conductivity, and shows a decreasing ternd, respectivily.