بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب کشاورزی در رودخانه گرگان رود با استفاده از قوانین فازی

هدف: آگاهی ازکیفیت آب در مدیریت آن نقش تعیین کننده دارد. در حال حاضر از مدل های قطعی مانند ویلکاکس برای طبقه بندی کیفیت آب کشاورزی به کلاس های غیرهمپوشان استفاده می شود، اما این مدل های مفهوم فازی کیفیت آب و عدم قطعیت در مرزهای کلاس ها را منعکس نمی کنند. بنابراین در این تحقیق، توسعه یک مدل فازی برای افزایش سیستم طبقه بندی ویلکاکس پیشنهاد شده است. مواد و روش‌ها: داده‌های ثبت شده توسط سازمان آب منطقه‌ای استان گلستان در سال‌های 1340 تا 1393 در هشت ایستگاه رودخانه گرگان رود برای دو وردی ( sar و ec)، یک خروجی(کلاس کیفیت آب) و 16 قانون فازی مورد توسعه در این تحقیق استفاده شد. نتایج: نتایج به دست آمده نشان داد که مدل توسعه یافته پیشنهادی سازگاری خوبی با مدل ویلکاکس داشته و توانایی آن در تعیین کلاس‌ کیفیت آب کشاورزی خوب است. انتظار می‌رود احتمال پیش بینی خطر آلودگی آب رودخانه‌ها برای استفاده در بخش کشاورزی بر اساس سیستم پیشنهادی،کاربران را قادر ‌سازد تا برای تغییرات کیفیت آب در کلاس‌های همپوشان در طول دوره مطالعه توضیح مناسبی داشته باشند. بعلاوه، تغییرات زمانی و مکانی آلودگی را در کلاس‌های کیفی آب پیش از زمان و بطور زودهنگام پیش بینی نمایند.نتیجه‌گیری: سیستم پیشنهادی قادر به طبقه بندی کیفیت آب به 16 کلاس بوده و به هر کلاس یک درجه اختصاص می‌دهد که به صورت فازی بین فاصله [0،1] بوجود می‌آید. در حالی که در مدل ویلکاکس آنها را فقط در یک کلاس طبقه بندی می‌کند. به عبارت دیگر، 16 کلاس مختلف کیفیت آب مدل ویلکاکس مرزهای همپوشانی در دنیای واقعی دارند که به وضوح توسط سیستم فازی پیشنهادی نشان داده شده است.

a survey on spatial and temporal variations of agricultural water quality in gorganrood river using fuzzy rules

objective: knowledge of water quality plays a decisive role in its management. currently, deterministic models such as wilcox are used to classify agricultural water quality into non-overlapping classes, but these models do not reflect the fuzzy concept of water quality and uncertainty in the boundaries of classes. therefore, in this research, the development of a fuzzy model is proposed to enhance the wilcox classification system.methods: the data recorded by the regional water organization of golestan province from 1961 until 2014 at eight stations of the gorganrood river were used for two inputs (sar and ec), one output (water quality class), and 16 fuzzy rules developed in this research.results: the results showed that the proposed and developed model was highly compatible with the wilcox model. the developed model functioned effectively in determining the agricultural water quality classes. it is expected to predict the possibility of the risk of river water for use in the agricultural sector based on the proposed system, thereby enabling users to have a proper explanation for the changes in water quality in overlapping classes during the study period. in addition, the developed model can see temporal and spatial changes in water quality classes ahead of time and earlier than forecast.conclusions: the proposed system can classify water quality into 16 classes and assign a grade to each class created in a fuzzy form between the intervals [0,1] whereas wilcox's model classifies them in only one class. in other words, the 16 different water quality classes of the wilcox model have overlapping boundaries in the real world, which is clearly shown by the proposed fuzzy system.