بررسي و آناليز مدل آسيب‌پذيري آبخوان با استفاده از توابع متعامد تجربي و تحليل خوشه‌اي

Evaluation and Analysis of Groundwater Vulnerability Using Empirical Orthogonal Functions and Cluster Analysis

يكي از مدل‌هاي متداول در برآورد ميزان آسيب‌پذيري آبخوان، مدل DRASTIC است. اين مدل شامل هفت پارامتر، عمق تا سطح ايستابي، تغذيه خالص به آبخوان، زمين‌شناسي ناحيه اشباع، قشر خاك سطحي، شيب، اثر ناحيه غيراشباع و هدايت هيدروليكي آبخوان است. در اين مقاله پارامتر اين مدل استخراج گرديده و درازاي استفاده از تركيب خطي لايه‌ها جهت تقريب ميزان آسيب‌پذيري از تحليل مؤلفه‌ها اساسي (PCA) به‌عنوان روش جايگزين استفاده شده است. مزيت اين روش برآورد اوزان مناسب و اصلاح‌شده لايه‌ها و تخمين مناسب ميزان آسيب‌پذيري با توجه به در نظر گرفتن واريانس حداكثري مؤلفه‌هاي مدل آسيب‌پذيري است. در مطالعه صورت گرفته مدل آسيب‌پذيري آبخوان دشت قروهدهگلان با استفاده از روش تحليل مؤلفه‌هاي اساسي استخراج و به‌وسيله متدهاي تحليل خوشه‌اي (CA) تفكيك گرديد. درنهايت نيز با استفاده از روش ارزيابي، كارايي خوشه‌بندي Dunn، اقسام خوشه‌بندي‌هاي صورت گرفته مورد آزمون قرار گرفت و بهترين روش نيز معرفي گرديد. در اين مطالعه مؤلفه اول 5/72 درصد از واريانس كل داده‌ها را توجيه نموده و روش خوشه‌بندي Single نيز به‌عنوان بهترين روش براي كاربردي كردن نتايج حاصل از اين تحقيق معرفي گرديد.

DRASTIC is known as the most prototype models of groundwater vulnerability assessment. The DRASTIC constitutes from seven schematic parameters consisting: Depth to groundwater, Recharge to aquifer, Aquifer geology, and surface Soil texture, Impact of vadoze zone and hydraulic Conductivity. In this study the models parameters were extracted by the main schematic maps of model. Instead using the linear combinations of parameters by the proposed weights of model, a principal component analysis (PCA) also known as empirical orthogonal function, was taken into account for assessing a more reasonable and accurate value for aquifer vulnerability. The advantage of this approach is accurate derivation of model weights and consideration of the maximum model parameters variances affecting groundwater system vulnerability. In the current study the models parameters evaluated for QorvehDehgolan aquifer and the groundwater vulnerability of this site assessed using PCA. Eventually the first component (PC1) scores clustered using different Clustering Analysis (CA) and the best method delineated by Dunn cluster validation technique. PCA Results showed a large value of variance justification by PC1 equal to 72.5 percent. Also Dunn validation technique delineated the Single method as the best clustering manner.