ການປັບປຸງການຄາດຄະເນດັດຊະນີຄຸນນະພາບນໍ້າໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຈັກເວັກເຕີຮອງຮັບດ້ວຍການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວ

ເປັນເວລາ 25 ປີແລ້ວ ທີ່ກະຊວງສິ່ງແວດລ້ອມມາເລເຊຍ (DOE) ໄດ້ຈັດຕັ້ງປະຕິບັດດັດຊະນີຄຸນນະພາບນ້ຳ (WQI) ເຊິ່ງໃຊ້ຕົວກຳນົດຄຸນນະພາບນ້ຳຫຼັກຫົກຢ່າງຄື: ອົກຊີເຈນທີ່ລະລາຍ (DO), ຄວາມຕ້ອງການອົກຊີເຈນທາງຊີວະເຄມີ (BOD), ຄວາມຕ້ອງການອົກຊີເຈນທາງເຄມີ (COD), pH, ແອມໂມເນຍໄນໂຕຣເຈນ (AN) ແລະ ທາດແຂງທີ່ລະລາຍ (SS). ການວິເຄາະຄຸນນະພາບນ້ຳແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນຂອງການຄຸ້ມຄອງຊັບພະຍາກອນນ້ຳ ແລະ ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄຸ້ມຄອງຢ່າງຖືກຕ້ອງເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍທາງດ້ານນິເວດວິທະຍາຈາກມົນລະພິດ ແລະ ຮັບປະກັນການປະຕິບັດຕາມລະບຽບການດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ. ສິ່ງນີ້ເພີ່ມຄວາມຕ້ອງການໃນການກຳນົດວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການວິເຄາະ. ໜຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍຫຼັກຂອງການຄຳນວນໃນປະຈຸບັນແມ່ນວ່າມັນຕ້ອງການການຄິດໄລ່ດັດຊະນີຍ່ອຍທີ່ໃຊ້ເວລາຫຼາຍ, ສັບສົນ ແລະ ມີຄວາມຜິດພາດຫຼາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, WQI ບໍ່ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ ຖ້າຕົວກຳນົດຄຸນນະພາບນ້ຳໜຶ່ງ ຫຼື ຫຼາຍຕົວກຳນົດຫາຍໄປ. ໃນການສຶກສາຄັ້ງນີ້, ວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ WQI ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນສຳລັບຄວາມສັບສົນຂອງຂະບວນການໃນປະຈຸບັນ. ທ່າແຮງຂອງການສ້າງແບບຈຳລອງທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຂໍ້ມູນ, ຄືເຄື່ອງຈັກເວັກເຕີສະໜັບສະໜູນໜ້າທີ່ພື້ນຖານ Nu-Radial (SVM) ໂດຍອີງໃສ່ການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂ້າມ 10x, ໄດ້ຖືກພັດທະນາ ແລະ ສຳຫຼວດເພື່ອປັບປຸງການຄາດຄະເນຂອງ WQI ໃນອ່າງ Langat. ການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ຄົບຖ້ວນໄດ້ຖືກປະຕິບັດພາຍໃຕ້ຫົກສະຖານະການເພື່ອກໍານົດປະສິດທິພາບຂອງຮູບແບບໃນການຄາດຄະເນ WQI. ໃນກໍລະນີທໍາອິດ, ຮູບແບບ SVM-WQI ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດທີ່ດີເລີດໃນການຊໍ້າຊ້ອນ DOE-WQI ແລະໄດ້ຮັບຜົນໄດ້ຮັບທາງສະຖິຕິໃນລະດັບສູງຫຼາຍ (ສໍາປະສິດຄວາມສໍາພັນ r > 0.95, ປະສິດທິພາບ Nash Sutcliffe, NSE >0.88, ດັດຊະນີຄວາມສອດຄ່ອງຂອງ Willmott, WI > 0.96). ໃນສະຖານະການທີສອງ, ຂະບວນການສ້າງແບບຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ WQI ສາມາດປະເມີນໄດ້ໂດຍບໍ່ມີຫົກພາລາມິເຕີ. ດັ່ງນັ້ນ, ພາລາມິເຕີ DO ແມ່ນປັດໄຈທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນການກໍານົດ WQI. pH ມີຜົນກະທົບໜ້ອຍທີ່ສຸດຕໍ່ WQI. ນອກຈາກນັ້ນ, ສະຖານະການທີ 3 ຫາ 6 ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບຂອງຮູບແບບໃນແງ່ຂອງເວລາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຈໍານວນຕົວແປໃນການປະສົມປະສານການປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງຮູບແບບ (r > 0.6, NSE >0.5 (ດີ), WI > 0.7 (ດີຫຼາຍ)). ເມື່ອພິຈາລະນາຮ່ວມກັນ, ຮູບແບບຈະປັບປຸງແລະເລັ່ງການຕັດສິນໃຈທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຂໍ້ມູນໃນການຄຸ້ມຄອງຄຸນນະພາບນ້ໍາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ຂໍ້ມູນສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນແລະມີສ່ວນຮ່ວມໂດຍບໍ່ມີການແຊກແຊງຂອງມະນຸດ.

1 ບົດນຳ

ຄຳວ່າ "ມົນລະພິດທາງນ້ຳ" ໝາຍເຖິງມົນລະພິດຂອງນ້ຳຫຼາຍປະເພດ, ລວມທັງນ້ຳຜິວໜ້າດິນ (ມະຫາສະໝຸດ, ທະເລສາບ, ແລະແມ່ນ້ຳ) ແລະນ້ຳໃຕ້ດິນ. ປັດໄຈສຳຄັນໃນການເຕີບໂຕຂອງບັນຫານີ້ແມ່ນວ່າມົນລະພິດບໍ່ໄດ້ຮັບການບຳບັດຢ່າງພຽງພໍກ່ອນທີ່ຈະຖືກປ່ອຍອອກໂດຍກົງ ຫຼື ໂດຍທາງອ້ອມລົງສູ່ແຫຼ່ງນ້ຳ. ການປ່ຽນແປງຂອງຄຸນນະພາບນ້ຳມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍບໍ່ພຽງແຕ່ຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຕໍ່ຄວາມພ້ອມຂອງນ້ຳຈືດສຳລັບການສະໜອງນ້ຳສາທາລະນະ ແລະ ກະສິກຳ. ໃນປະເທດກຳລັງພັດທະນາ, ການເຕີບໂຕທາງເສດຖະກິດຢ່າງໄວວາແມ່ນເປັນເລື່ອງທຳມະດາ, ແລະທຸກໆໂຄງການທີ່ສົ່ງເສີມການເຕີບໂຕນີ້ສາມາດເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ສຳລັບການຄຸ້ມຄອງຊັບພະຍາກອນນ້ຳໃນໄລຍະຍາວ ແລະ ການປົກປ້ອງປະຊາຊົນ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ, ການຕິດຕາມກວດກາ ແລະ ການປະເມີນຄຸນນະພາບນ້ຳແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ. ດັດຊະນີຄຸນນະພາບນ້ຳ, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ WQI, ແມ່ນມາຈາກຂໍ້ມູນຄຸນນະພາບນ້ຳ ແລະ ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກຳນົດສະຖານະພາບປະຈຸບັນຂອງຄຸນນະພາບນ້ຳໃນແມ່ນ້ຳ. ໃນການປະເມີນລະດັບການປ່ຽນແປງຂອງຄຸນນະພາບນ້ຳ, ຕ້ອງພິຈາລະນາຕົວແປຫຼາຍຢ່າງ. WQI ແມ່ນດັດຊະນີທີ່ບໍ່ມີມິຕິໃດໆ. ມັນປະກອບດ້ວຍຕົວກຳນົດຄຸນນະພາບນ້ຳສະເພາະ. WQI ໃຫ້ວິທີການຈັດປະເພດຄຸນນະພາບຂອງແຫຼ່ງນ້ຳໃນອະດີດ ແລະ ປະຈຸບັນ. ຄຸນຄ່າທີ່ມີຄວາມໝາຍຂອງ WQI ສາມາດມີອິດທິພົນຕໍ່ການຕັດສິນໃຈ ແລະ ການກະທຳຂອງຜູ້ຕັດສິນໃຈ. ໃນລະດັບ 1 ຫາ 100, ດັດຊະນີທີ່ສູງເທົ່າໃດ, ຄຸນນະພາບນ້ຳກໍ່ຈະດີຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ຄຸນນະພາບນ້ຳຂອງສະຖານີແມ່ນ້ຳທີ່ມີຄະແນນ 80 ຂຶ້ນໄປ ຕອບສະໜອງມາດຕະຖານສຳລັບແມ່ນ້ຳທີ່ສະອາດ. ຄ່າ WQI ຕ່ຳກວ່າ 40 ຖືວ່າມີການປົນເປື້ອນ, ໃນຂະນະທີ່ຄ່າ WQI ລະຫວ່າງ 40 ຫາ 80 ຊີ້ບອກວ່າຄຸນນະພາບນ້ຳມີການປົນເປື້ອນເລັກນ້ອຍແທ້ໆ.

ໂດຍທົ່ວໄປ, ການຄິດໄລ່ WQI ຕ້ອງການຊຸດຂອງການຫັນປ່ຽນດັດຊະນີຍ່ອຍທີ່ຍາວນານ, ສັບສົນ, ແລະມັກຈະມີຄວາມຜິດພາດ. ມີການພົວພັນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທີ່ສັບສົນລະຫວ່າງ WQI ແລະພາລາມິເຕີຄຸນນະພາບນ້ຳອື່ນໆ. ການຄິດໄລ່ WQI ສາມາດເປັນເລື່ອງຍາກ ແລະ ໃຊ້ເວລາດົນ ເພາະວ່າ WQI ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃຊ້ສູດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມຜິດພາດ. ສິ່ງທ້າທາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງອັນໜຶ່ງແມ່ນມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະຄິດໄລ່ສູດສໍາລັບ WQI ຖ້າພາລາມິເຕີຄຸນນະພາບນ້ຳໜຶ່ງຫຼືຫຼາຍຕົວຫາຍໄປ. ນອກຈາກນັ້ນ, ບາງມາດຕະຖານຕ້ອງການຂັ້ນຕອນການເກັບຕົວຢ່າງທີ່ໃຊ້ເວລາຫຼາຍ, ຄົບຖ້ວນ ເຊິ່ງຕ້ອງໄດ້ປະຕິບັດໂດຍຜູ້ຊ່ຽວຊານທີ່ໄດ້ຮັບການຝຶກອົບຮົມເພື່ອຮັບປະກັນການກວດສອບຕົວຢ່າງທີ່ຖືກຕ້ອງ ແລະ ການສະແດງຜົນໄດ້ຮັບ. ເຖິງວ່າຈະມີການປັບປຸງເຕັກໂນໂລຢີ ແລະ ອຸປະກອນ, ການຕິດຕາມກວດກາຄຸນນະພາບນ້ຳແມ່ນໍ້າທາງດ້ານເວລາ ແລະ ພື້ນທີ່ຢ່າງກວ້າງຂວາງໄດ້ຖືກຂັດຂວາງໂດຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ ແລະ ການຄຸ້ມຄອງທີ່ສູງ.

ການສົນທະນານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີວິທີການທົ່ວໂລກສຳລັບ WQI. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຕ້ອງການທີ່ຈະພັດທະນາວິທີການທາງເລືອກສຳລັບການຄິດໄລ່ WQI ໃນລັກສະນະທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຖືກຕ້ອງໃນການຄຳນວນ. ການປັບປຸງດັ່ງກ່າວອາດຈະເປັນປະໂຫຍດສຳລັບຜູ້ຈັດການຊັບພະຍາກອນສິ່ງແວດລ້ອມໃນການຕິດຕາມກວດກາ ແລະ ປະເມີນຄຸນນະພາບນ້ຳຂອງແມ່ນໍ້າ. ໃນສະພາບການນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າບາງຄົນໄດ້ໃຊ້ AI ເພື່ອຄາດຄະເນ WQI ຢ່າງສຳເລັດຜົນ; ການສ້າງແບບຈຳລອງການຮຽນຮູ້ຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ອີງໃສ່ Ai ຫຼີກລ່ຽງການຄິດໄລ່ດັດຊະນີຍ່ອຍ ແລະ ສ້າງຜົນໄດ້ຮັບ WQI ໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ. ອັລກໍຣິທຶມການຮຽນຮູ້ຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ອີງໃສ່ Ai ກຳລັງໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມຍ້ອນສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຊື່, ຄວາມສາມາດໃນການຄາດຄະເນເຫດການທີ່ສັບສົນ, ຄວາມສາມາດໃນການຈັດການຊຸດຂໍ້ມູນຂະໜາດໃຫຍ່ລວມທັງຂໍ້ມູນທີ່ມີຂະໜາດແຕກຕ່າງກັນ, ແລະ ຄວາມບໍ່ລະອຽດຕໍ່ຂໍ້ມູນທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນ. ພະລັງການຄາດຄະເນຂອງພວກມັນແມ່ນຂຶ້ນກັບວິທີການ ແລະ ຄວາມແມ່ນຍຳຂອງການເກັບກຳ ແລະ ການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນທັງໝົດ.