مکانیابی بهینه ایستگاه‌های پایش کیفی آب زیرزمینی با استفاده از اصل حداکثر شاخص اختلال شانون در حوزه آبریز سد دز (محدوده استان لرستان)

مکان‌یابی بهینه تحلیل مکانی است که به دلیل کم کردن هزینه‌های پایش نقش مهمی در راه‌اندازی پروژه‌های اجرایی دارد. به دلیل ملاحظات اقتصادی و کم‌کردن هزینه‌های پایش، رویکرد بهینه‌سازی در این پژوهش کاهش ایستگاه‌های پایش کیفی آب زیرزمینی و توزیع مکانی مناسب آنها در حوضه آبریز دز در محدوده استان لرستان است. در این رابطه، با استفاده از الگوریتمی بر اساس اصل حداکثر شاخص اختلال شانون و بر مبنای شاخص آلودگی متغیرهای mg، ca، na، k، hco3، cl، so4، ec، sar، th، tds و ph نسبت به بهینه‌سازی شبکه پایش موجود با 63 ایستگاه در دوره آماری 1387 تا 1396 اقدام شد. نخست برای هر ایستگاه در دوره 10 سال آماری، میانگین رتبه محاسبه شد. سپس با توجه به تعداد ایستگاه و زمان مربوطه برای شاخص اختلال شانون شبکه مدل‌هایی متناسب ارائه شد. پس از برازش بهترین مدل برای هر پارامتر، نتایج نشان داد که بر اساس پارامترهای so4، cl، hco3، k، na، ca، mg، ph، th، tds، sar و ec از میان 63 ایستگاه به ترتیب تعداد 33، 34، 41، 24، 40، 34، 30، 43، 33، 33، 41 و 28 ایستگاه برای پایش آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه کافی است. همچنین، برای اعتبارسنجی نتایج از میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا استفاده شد. در نهایت، در میان 12 شاخص کیفی ارزیابی شده، بیشترین مقدار شاخص اختلال شانون برای آب زیرزمینی برای پارامتر پتاسیم (k) بدست آمد. بنابراین شاخص پتاسیم دارای حداکثر شاخص اختلال شانون در منطقه بوده و به عنوان شاخص برتر انتخاب شد.

optimal location of groundwater quality monitoring stations using the shannon disorder index in dez basin (lorestan province)

site location is one of the spatial analyzes that has a great impact on reducing the monitoring costs and is one of the most important and effective steps in executive projects. for the economic considerations and reduction of monitoring costs, optimization approaches in this study are to reduce the number of the groundwater quality monitoring stations in dez watershed in lorestan province. in this regard, using an algorithm based on the principle of maximum shannon disorder index and based on the pollution index of th, sar, ec, so4, cl, hco3, k, na, ca, mg, tds and ph parameters, optimization was done for the available 63 monitoring stations in the statistical period of 1387 to 1396 (2008-2017). first, the average rank of each station in the 10 years data was obtained. then, appropriates models were proposed for the network shannon disorder index regarding the number of stations and time. after fitting the best model, the results showed that based on so4, cl, hco3, k, na, ca, mg, ph, th sar, tds and ec parameters, respectively 33, 34, 41, 24, 40, 34, 30, 43, 33, 33, 41 and 28 stations are sufficient for groundwater in the study area. also, among the 12 quality indicators evaluated for groundwater, potassium (k) had the highest value of shannon disorder index and therefore, it was selected as the superior index. the mean squared error and the mean absolute error value were used to validate the results.