بخشی از مقاله
چکیده
آب آشامیدنی سالم، ضامن سلامتی جامعه است و اولین قدم در دستیابی به این مهم، بررسی پارامترهاي کیفیت آب به منظور افزایش بهرهوري و توسعهي مدیریت و برنامهریزي بهتر منابع میباشد؛ به طوري که این مبحث نه تنها در کشورهاي صنعتی، بلکه در کشورهاي در حال توسعه در حال انجام است. بدین منظور پژوهش حاضر نسبت به کاربرد تکنیک دادهکاوي درخت تصمیم در تعیین مؤثرترین فاکتورهاي نامطلوب آب آشامیدنی در دشت کازرون واقع در غرب استان فارس اقدام نموده است.
نتایج این تحقیق با دقت تخمین زده شدهي 90 درصد، با استفاده از مدلسازي با بهرهگیري از تکنیک دادهکاوي درخت تصمیم CART و بر اساس مؤثرترین فاکتورهاي عدم کیفیت آب آشامیدنی در نرمافزار Clementine حاصل شده است. نتایج نشان داد دو عامل مجموع املاح محلول و کلسیم، تأثیر بیشتري بر عدم کیفیت آب آشامیدنی در این دشت دارند. بدین ترتیب، در صورتی که مجموع املاح محلول در این دشت کمتر یا مساوي 495 میلیگرم بر لیتر، و کلسیم آن، بیشتر از 6/150 میلیاکیوالان بر لیتر باشد، این آب براي آشامیدن مناسب نمیباشد.
مقدمه
آب آشامیدنی سالم، ضامن سلامتی جامعه است و اولین قدم در دستیابی به این مهم، بررسی پارامترهاي آن است .[1] علاوه بر این، مهمترین مسائلی که در اثر مصرف آبهاي نامناسب در امور کشاورزي ایجاد میشود شامل شور شدن ثانویهي خاكها، کاهش نفوذپذیري و سمیت املاح است؛ که هر کدام به نوعی بر سلامتی و یا رشد و تولید محصولات - کشاورزي، دامداراي، صنعتی و ... - و در نهایت آسیب به سیستم ایمنی و سلامت انسان خدشه وارد مینماید .[2]
وضعیت منابع آب شرب - به ویژه منابع شرب سالم - ، در جهان روز به روز در حال کاهش است. سازمان خواربار و کشاورزي ملل متحد، علاوه بر اعلام نگرانی در این خصوص، پیشبینی کرده دو سوم جمعیت جهان در سال 2025 میلادي با کمبود آب روبرو خواهند بود .[3] بدین منظور و در پی کمبود جهانی آب، پیشبینی کمیت و کیفیت آب، توجه جدي پژوهشگران هیدرولوژي را به خود جلب کرده است .[4] این امر به ویژه در در شرایط خشک و نیمهخشک کشور و کمبود منابع آب شیرین، حساسیت نسبت به کیفیت آب و عوامل مؤثر بر آنها را ضروريتر نموده است [5]؛ بنابراین بررسی پارامترهاي کیفیت آب به منظور افزایش بهرهوري و توسعهي مدیریت و برنامهریزي بهتر منابع ضروري است .[6]
یکی از راههاي اثربخش و تأثیرگذار براي مبارزه با این معضل ملی، استفادهي بهینه از منابع آبی کشور با تأکید بر اصول کیفیت آب میباشد، به طوري که امروزه بررسیهاي کیفی آب، دامنهي گستردهاي پیدا کرده و مسائل مربوط به آلودگی آبهاي سطحی و زیرزمینی را نیز شامل میشود. این مبحث نه تنها در کشورهاي صنعتی، بلکه در کشورهاي در حال توسعه نیز مطرح میباشد.
با عنایت به مباحث فوق، باید اذعان نمود که امروزه بحث کیفیت آب در بسیاري از مناطق جهان به عنوان یکی از مباحث کلیدي مطرح است. زیرا این امر ارتباط بسیاري با سلامتی انسان و جامعهي بشري دارد. به طوري که بررسیکیفیت آب - به ویژه آب آشامیدنی - ، و چگونگی تغییر آنها نقش بسیار مهمی در مدیریت و بهرهبرداري از منابع دارد. به علاوه با آگاهی از فاکتورهاي مؤثر در تغییر کیفیت آب آشامیدنی میتوان در جهت هر چه بهتر مدیریت کردن آنها اقدامات مؤثري را به عمل آورد. بدین منظور پژوهش حاضر نسبت به کاربرد تکنیک دادهکاوي درخت تصمیم در تعیین مؤثرترین فاکتورهاي نامطلوب آب آشامیدنی در دشت کازرون واقع در غرب استان فارس اقدام نموده است.
دادهکاوي1، به عنوان مجموعهاي از روشها در فرآیند کشف دانش2است که براي تشخیص الگوها3و رابطههاي نامعلوم در دادهها مورد استفاده قرار میگیرد .[7] از دلایل رشد و توسعهي دانش دادهکاوي در علوم مختلف، میتوان به افزایش حجم پایگاه دادهها و عدم توانایی انسان براي درك و استخراج از آنها اشاره کرد. بنابراین درك این دادهها بدون ابزارهاي قدرتمند میسر نمیباشد؛ زیرا تصمیمگیران ابزار قوي براي استخراج اطلاعات با ارزش را در دست ندارند. در واقع شرایط فعلی توصیف کنندهي حالتی است که ما از لحاظ داده غنی، اما از لحاظ اطلاعات ضعیف هستیم. حال با توجه به شدت رقابتها در عرصههاي مختلف، استفادهي مؤثر از دادهها توسط مدیران، یک هدف عمده براي بهبود وضعیت موجود محسوب میشود .[8]
درخت تصمیم4، یکی از مشهورترین تکنیکهاي دستهبندي5است که در فرآیند دادهکاوي کاربرد دارد. شیوهي نمایش درخت تصمیم به این صورت است که با ارائه نمودن یک درخت، روال دستهبندي را خلاصهسازي میکند. از درختهاي تصمیمگیري به منظور پیشبینی6کردن عضویت7اشیاء به دستههاي مختلف استفاده میشود. انعطافپذیري8 این تکنیک باعث شده تا در میان روشهاي جذاب دادهکاوي، بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. متدولوژي مربوط به درخت تصمیم شامل دو فاز اصلی است:
الف- ساخت درخت اولیه:9 با استفاده از مجموعه دادههاي آموزشی10، ساخت درخت تصمیم تا زمانی که هر برگ، خالص - 11همگن - 12 شود ادامه مییابد.
ب- هرس کردن:در13 این فاز، به منظور افزایش دقت مدل، درختِ رشد یافته با توجه به مجموعه دادههاي آزمایشی هرس میشود .[9]
مروري بر منابع
رحمانی و شکوهی - - 1386، در بررسی کیفیت آب دشت بهار همدان به این نتیجه رسیدند که در وضعیت فعلی یک سوم آبهاي این منطقه داراي TDS بالاتر از استاندارد میباشند .[10] ترك قشقایینژاد و اسفرم - 1389 - ، به بررسی کیفیت آبهاي زیرزمینی منطقه شتري - شرق طبس - پرداختند. هدف از این مطالعه بررسیهاي هیدروشیمیایی و تعیین کیفیت این آبها بود که براي این منظور پارامترهایی نظیرpH، EC و غلظت آنیون و کاتیونهاي اصلی موجود در آبهاي زیرزمینی منطقه تعیین گردید که حکایت از وضعیت نامناسب منطقه داشت .[11]
شریعتی شیرينسب و همکاران - 1391 - ، در پژوهشی به تعیین روابط بین فاکتورهاي کیفی آب با استفاده از روش گام به گام در منطقهي زرین دشت استان فارس پرداختند و نتایج ایشان حکایت از شوري و کاهش کیفیت آب در این منطقه دارد .[1] محتشمی و ناصري - 1394 - ، نسبت به طبقهبندي کیفی آب جهت مصارف شرب، کشاورزي و صنعت در دشت درمیان اسدآباد واقع در استان خراسان جنوبی اقدام نمودند. بدین منظور در 21 نقطه از این دشت، نمونهگیري انجام و با نمودارهاي ویلکوکس و شولر طبقهبنديهاي لازم انجام شد. نتایج نشان داد اکثر نمونهها براي کشاورزي و شرب نامناسب میباشند .[12]
ظریف و اسلامی - 2014 - ، در پژوهشی به بررسی مقادیر کیفی EC و SAR جهت اهداف کشاورزي در دشت دزفول- اندیمشک پرداختند. ایشان با استفاده از آمار 105 حلقه چاه، کلاس کیفی دشت را C3S1 تشخیص دادند و اقدام به تهیهي نقشهي نهایی تغییرات EC و SAR نمودند .[13] سلیمانپور و همکاران - 2015 - ، در پژوهشی اقدام به تعیین مؤثرترین فاکتورهاي کیفیت آب آشامیدنی با استفاده از تکنیکهاي دادهکاوي QUEST در شهرستان سعادتشهر استان فارس نمودند. نتایج نشان داد مؤثرترین فاکتورهاي کیفیت آب آشامیدنی در این منطقه تابع سختی کل و هدایت الکتریکی میباشد. ایشان کاهش سختی آب، و توجه به اقدامات تصفیه را به منظور بهبود وضعیت، پیشنهاد کردند .[14]
