在Shabestar平原使用GALDIT和AI技术对海水入侵脆弱性的时间评估
Vahid Nourani1,2, Elnaz Bayat Khajeh1, Nardin Jabbarian Paknezhad1
1Center of Excellence in Hydroinformatics, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, 5166616471, Iran.
概括
在沿海地区,地下水对海水入侵 (SWI) 的脆弱性正在增加. 这项研究使用了GALDIT方法和AI模型来评估含水层的脆弱性,揭示了情况的恶化,并确定了改善管理的关键影响因素.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水文地质学 水文地质学
- 水资源管理 水资源管理
背景情况:
- 海水入侵 (SWI) 是沿海地下水资源的重大威胁,特别是在干旱地区.
- 有效地管理地下水对于淡水供应至关重要.
- 盖尔迪特方法是一种基于指数的方法,用于评估水表对SWI的脆弱性.
研究的目的:
- 通过使用GALDIT方法对2002年,2012年和2022年的Shabestar水层对SWI的脆弱性进行评估.
- 通过应用AI模型 (ANNs和RF) 来减轻GALDIT方法中的专家判断的主观性.
- 为了更好地管理水质,确定影响电导率 (EC) 和总溶解固体 (TDS) 的最有影响力的参数.
主要方法:
- 采用了GALDIT方法,对六个关键参数 (G,A,L,D,I,T) 进行评分,以便随着时间的推移绘制下水层脆弱性的地图.
- 使用人工神经网络 (ANN) 和随机森林 (RF) 模型,使用GALDIT参数作为输入来估计EC和TDS.
- 进行了Sobol灵敏度分析,以确定GALDIT参数对EC和TDS的影响.
主要成果:
- 水库脆弱性测绘显示,非常高脆弱性地区的增长率从10.9% (2002年) 增加到17.8% (2022年),表明条件恶化.
- 在估计EC和TDS方面,ANN模型表现优于RF模型,精度提高了10%和9% (DC).
- 灵敏度分析确定"现有海水入侵的影响" (I) 和"距离海岸线" (D) 对EC最有影响",I"和"含水层厚度" (T) 对TDS最有影响.
结论:
- 沙贝斯塔水层对SWI的脆弱性在过去二十年中显著增加.
- 人工智能模型,特别是ANN,提高了脆弱性评估和预测水质参数的准确性.
- 了解特定GALDIT参数的影响对于针对SWI的有针对性和有效的地下水管理策略至关重要.
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