مدل‌سازی و ارزیابی ریسک کیفی آب زیرزمینی متأثر از آلاینده‌های شهری و صنعتی با استفاده از الگوریتم XGBoost و GIS (مطالعه موردی: دشت مازندران) | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 57، شماره 7، مهر 1405، صفحه 1707-1725 اصل مقاله (1.7 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2026.410109.670091 | ||
| نویسنده | ||
| مجید علی‌محمدی اردکانی* | ||
| استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران | ||
| چکیده | ||
| آلودگی آب‌های زیرزمینی ناشی از فعالیت‌های شهری و صنعتی، یکی از مهم‌ترین تهدیدهای زیست‌محیطی دشت‌های ساحلی شمال ایران به‌شمار می‌رود. هدف پژوهش حاضر، مدل‌سازی و ارزیابی ریسک کیفی آب زیرزمینی دشت مازندران با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین XGBoost و تلفیق آن با سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. در این مطالعه، داده‌های کیفی آب شامل نیترات، کلراید، کل مواد جامد محلول (TDS) و هدایت الکتریکی (EC) از چاه‌های پایش منطقه جمع‌آوری شد. همچنین مجموعه‌ای از متغیرهای توپوگرافی، اقلیمی، شاخص‌های سنجش از دور (NDVI، NDBI، NDWI، (LST و شاخص‌های مرتبط با فعالیت‌های انسانی به‌عنوان متغیرهای پیش‌بین در مدل لحاظ گردید. الگوریتم XGBoost برای طبقه‌بندی ریسک کیفی آب زیرزمینی در سه کلاس کم، متوسط و زیاد آموزش داده شد و عملکرد مدل با استفاده از معیارهای دقت کلی و ماتریس درهم‌ریختگی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که مدل XGBoost از توانایی مناسبی در شناسایی الگوهای مکانی آلودگی برخوردار است و متغیرهایی مانند ارتفاع، فاصله از مناطق شهری و صنعتی و شاخص NDBI بیشترین تأثیر را در پیش‌بینی ریسک آلودگی داشتند. نتایج ارزیابی مدل در مرحله آزمون نشان داد که الگوریتم XGBoost بیشترین دقت را در برآورد هدایت الکتریکی (R2=0.486, RMSE=280.31 µS/cm) و کمترین خطای مطلق را برای کلراید نشان داد، در حالی که این میزان برای نیترات به R2=0.412 رسید. نقشه‌های پهنه‌بندی ریسک بیانگر تمرکز نواحی با ریسک بالا در بخش‌های کم‌ارتفاع و مجاور کانون‌های آلاینده شهری و صنعتی است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تلفیق XGBoost و GIS می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای مدیریت و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در مناطق حساس مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| کیفیت آب زیرزمینی؛ XGBoost؛ GIS؛ آلودگی شهری-صنعتی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 254 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 129 |
||