استفاده از مدل منطق فازی مرکب در برآورد آرسنیک منابع آبی در حوضه آبریز سد سهند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم ‌زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشجوی دکترا، گروه علوم‌ زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد، گروه علوم ‌زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این مطالعه از مدل منطق فازی مرکب (ICFL) برای برآورد غلظت آرسنیک کل (III, V) در محدوده مطالعاتی سد سهند استفاده شده است. با توجه به بالا بودن مقادیر آرسنیک نسبت به مقادیر  استاندارد جهانی (mg/L 01/0)، گروه زمین‌شناسی دانشگاه تبریز و سازمان آب منطقه‌ای آذربایجان ‌شرقی از منابع آب زیرزمینی و سطحی منطقه نمونه‌برداری و متغیرهای هیدروشیمیایی آن را تجزیه کرده‌اند. برای برآورد غلظت‌های آرسنیک کل، از میان پارامترهای تجزیه‌ای نمونه‌ها از متغیرهای pH، سولفات، نیترات، فلوئورید و آهن کل (II, III) به عنوان ورودی مدل‌های فازی ممدانی (MFL)، لارسن (LFL) و ساگنو (SFL) استفاده شد. با وجود نتایج مناسب این مدل‌ها در دو مرحله آموزش و آزمایش و به دلیل همانندی نتایج این سه مدل، به جای انتخاب مدل برتر، مدل ICFL برای ترکیب نتایج سه مدل منفرد فازی به کار برده شد. به منظور استفاده همزمان از مزایای هر سه مدل یاد شده، ترکیب وزنی از خروجی مدل‌های فازی برای ایجاد یک مدل منطق فازی مرکب به کار گرفته شد. همچنین در این مدل برآورد غلظت آرسنیک کل با به کارگیری الگوریتم جامعه ذرات برای به دست آوردن وزن بر پایه خروجی سه مدل فازی استفاده شد. نتایج نشان داد مدل  ICFLارائه شده، توانست نسبت به روش‌های مدل منطق فازی منفرد، بهتر عمل کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Iintelligence Committee Fuzzy Logic Model to Estimate Arsenic in Water Resources of Sahand Dam Basin

نویسندگان [English]

  • A.A Nadiri 1
  • F sadeghi Aghdam 2
  • A Asgharai Moghaddam 3
1 Assistant Professor, Department of Geosciences, Faculty of Natural science, Tabriz University, Tabriz, Iran
2 Ph. D. Student, Department of Geosciences, Faculty of Natural science, Tabriz University, Tabriz, Iran
3 Professor, Department of Geosciences, Faculty of Natural science, Tabriz University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

This study presents an intelligence committee fuzzy logic (ICFL) model to estimate the concentration of total arsenic (III, V) in the area of the Sahand Dam basin, Iran. Because of a high concentration of arsenic (III, V) compared to WHO standard, Geolology Department of Tabriz University and East Azerbaijan Regional Water Authority have attempted to sampling and analysis of surface water and groundwater resources in the mentioned area. Hydrochemical parameters Including pH, SO42-, NO3--N, F-, Fe(II, III) and As used as input parameters for Mamdani fuzzy logic (MFL), Larsen fuzzy logic (LSL) and Sugeno fuzzy logic (SFL) to estimate arsenic concentrations. The results in train and test steps showed that all of these models have a similar fitting to the arsenic concentration data in the study area. The ICFL model was adopted to combine the output of the three single fuzzy models instead of the selecting superior single model. To reap advantage of all three models, the weighted combination of the output of fuzzy models used to create a committee fuzzy model. The mentioned model uses particles population algorithm, to obtain weight based on the output of the three fuzzy models to estimate the total arsenic concentration. The results of ICFL model shows, significant fitting improvement compare to individual fuzzy logic models.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ARSENIC
  • Sahand Dam
  • Sugeno fuzzy logic
  • Larsen fuzzy logic
  • Mamdani fuzzy logic
  • Intelligence committee fuzzy logic