Għal 25 sena, id-Dipartiment tal-Ambjent (DOE) tal-Malasja implimenta Indiċi tal-Kwalità tal-Ilma (WQI) li juża sitt parametri ewlenin tal-kwalità tal-ilma: ossiġnu maħlul (DO), Domanda Bijokimika għall-Ossiġnu (BOD), Domanda Kimika għall-Ossiġnu (COD), pH, nitroġenu tal-ammonja (AN) u solidi sospiżi (SS). L-analiżi tal-kwalità tal-ilma hija komponent importanti tal-ġestjoni tar-riżorsi tal-ilma u trid tiġi ġestita kif suppost biex tipprevjeni ħsara ekoloġika mit-tniġġis u tiżgura konformità mar-regolamenti ambjentali. Dan iżid il-ħtieġa li jiġu definiti metodi effettivi għall-analiżi. Waħda mill-isfidi ewlenin tal-komputazzjoni attwali hija li teħtieġ serje ta' kalkoli ta' subindiċi li jieħdu ħafna ħin, huma kumplessi u suxxettibbli għall-iżbalji. Barra minn hekk, il-WQI ma jistax jiġi kkalkulat jekk parametru wieħed jew aktar tal-kwalità tal-ilma jkunu neqsin. F'dan l-istudju, ġie żviluppat metodu ta' ottimizzazzjoni tal-WQI għall-kumplessità tal-proċess attwali. Il-potenzjal tal-immudellar immexxi mid-dejta, jiġifieri l-magna vettorjali ta' appoġġ għall-funzjoni bażi Nu-Radial (SVM) ibbażata fuq validazzjoni inkroċjata 10x, ġie żviluppat u esplorat biex tittejjeb it-tbassir tal-WQI fil-baċin ta' Langat. Twettqet analiżi komprensiva tas-sensittività taħt sitt xenarji biex tiġi ddeterminata l-effiċjenza tal-mudell fit-tbassir tal-WQI. Fl-ewwel każ, il-mudell SVM-WQI wera kapaċità eċċellenti li jirreplika DOE-WQI u kiseb livelli għoljin ħafna ta’ riżultati statistiċi (koeffiċjent ta’ korrelazzjoni r > 0.95, effiċjenza ta’ Nash Sutcliffe, NSE >0.88, indiċi ta’ konsistenza ta’ Willmott, WI > 0.96). Fit-tieni xenarju, il-proċess tal-immudellar juri li l-WQI jista’ jiġi stmat mingħajr sitt parametri. Għalhekk, il-parametru DO huwa l-aktar fattur importanti fid-determinazzjoni tal-WQI. Il-pH għandu l-inqas effett fuq il-WQI. Barra minn hekk, ix-Xenarji 3 sa 6 juru l-effiċjenza tal-mudell f’termini ta’ ħin u spiża billi jimminimizzaw l-għadd ta’ varjabbli fil-kombinazzjoni tal-input tal-mudell (r > 0.6, NSE >0.5 (tajjeb), WI > 0.7 (tajjeb ħafna)). Meħuda flimkien, il-mudell se jtejjeb ħafna u jaċċellera t-teħid ta’ deċiżjonijiet ibbażat fuq id-dejta fil-ġestjoni tal-kwalità tal-ilma, u jagħmel id-dejta aktar aċċessibbli u ingaġġanti mingħajr intervent uman.
1 Introduzzjoni
It-terminu “tniġġis tal-ilma” jirreferi għat-tniġġis ta’ diversi tipi ta’ ilma, inkluż l-ilma tal-wiċċ (oċeani, lagi, u xmajjar) u l-ilma ta’ taħt l-art. Fattur sinifikanti fit-tkabbir ta’ din il-problema huwa li l-sustanzi li jniġġsu ma jiġux trattati b’mod adegwat qabel ma jiġu rilaxxati direttament jew indirettament fil-korpi tal-ilma. Il-bidliet fil-kwalità tal-ilma għandhom impatt sinifikanti mhux biss fuq l-ambjent tal-Baħar, iżda wkoll fuq id-disponibbiltà ta’ ilma ħelu għall-provvisti pubbliċi tal-ilma u l-agrikoltura. Fil-pajjiżi li qed jiżviluppaw, it-tkabbir ekonomiku mgħaġġel huwa komuni, u kull proġett li jippromwovi dan it-tkabbir jista’ jkun ta’ ħsara għall-ambjent. Għall-ġestjoni fit-tul tar-riżorsi tal-ilma u l-protezzjoni tan-nies u l-ambjent, il-monitoraġġ u l-valutazzjoni tal-kwalità tal-ilma huma essenzjali. L-Indiċi tal-Kwalità tal-Ilma, magħruf ukoll bħala WQI, huwa derivat minn dejta dwar il-kwalità tal-ilma u jintuża biex jiddetermina l-istatus attwali tal-kwalità tal-ilma tax-xmajjar. Fil-valutazzjoni tal-grad ta’ bidla fil-kwalità tal-ilma, iridu jiġu kkunsidrati ħafna varjabbli. Il-WQI huwa indiċi mingħajr ebda dimensjoni. Jikkonsisti f’parametri speċifiċi tal-kwalità tal-ilma. Il-WQI jipprovdi metodu għall-klassifikazzjoni tal-kwalità tal-korpi tal-ilma storiċi u preżenti. Il-valur sinifikanti tal-WQI jista’ jinfluwenza d-deċiżjonijiet u l-azzjonijiet ta’ dawk li jieħdu d-deċiżjonijiet. Fuq skala minn 1 sa 100, iktar ma jkun għoli l-indiċi, iktar tkun tajba l-kwalità tal-ilma. B'mod ġenerali, il-kwalità tal-ilma tal-istazzjonijiet tax-xmajjar b'punteġġi ta' 80 u aktar tissodisfa l-istandards għal xmajjar nodfa. Valur WQI taħt l-40 huwa kkunsidrat ikkontaminat, filwaqt li valur WQI bejn 40 u 80 jindika li l-kwalità tal-ilma hija tabilħaqq kemxejn ikkontaminata.
B'mod ġenerali, il-kalkolu tal-WQI jeħtieġ sett ta' trasformazzjonijiet ta' sottoindiċi li huma twal, kumplessi, u suxxettibbli għall-iżbalji. Hemm interazzjonijiet mhux lineari kumplessi bejn il-WQI u parametri oħra tal-kwalità tal-ilma. Il-kalkolu tal-WQIs jista' jkun diffiċli u jieħu ħafna żmien għaliex WQIs differenti jużaw formuli differenti, li jistgħu jwasslu għal żbalji. Sfida ewlenija hija li huwa impossibbli li tiġi kkalkulata l-formula għall-WQI jekk parametru wieħed jew aktar tal-kwalità tal-ilma jkunu neqsin. Barra minn hekk, xi standards jeħtieġu proċeduri eżawrjenti ta' ġbir ta' kampjuni li jieħdu ħafna ħin u li jridu jitwettqu minn professjonisti mħarrġa biex jiggarantixxu eżami preċiż tal-kampjuni u l-wiri tar-riżultati. Minkejja t-titjib fit-teknoloġija u t-tagħmir, il-monitoraġġ estensiv tal-kwalità tal-ilma tax-xmajjar temporali u spazjali ġie mxekkel minn spejjeż operattivi u ta' ġestjoni għoljin.
Din id-diskussjoni turi li m'hemm l-ebda approċċ globali għall-WQI. Dan iqajjem il-ħtieġa li jiġu żviluppati metodi alternattivi għall-kalkolu tal-WQI b'mod komputazzjonalment effiċjenti u preċiż. Titjib bħal dan jista' jkun utli għall-maniġers tar-riżorsi ambjentali biex jimmonitorjaw u jivvalutaw il-kwalità tal-ilma tax-xmajjar. F'dan il-kuntest, xi riċerkaturi użaw b'suċċess l-AI biex ibassru l-WQI; L-immudellar tat-tagħlim awtomatiku bbażat fuq l-AI jevita l-kalkolu tas-subindiċi u jiġġenera malajr riżultati tal-WQI. L-algoritmi tat-tagħlim awtomatiku bbażati fuq l-AI qed jiksbu popolarità minħabba l-arkitettura mhux lineari tagħhom, il-kapaċità li jbassru avvenimenti kumplessi, il-kapaċità li jimmaniġġjaw settijiet kbar ta' dejta inkluża dejta ta' daqsijiet varji, u n-nuqqas ta' sensittività għal dejta mhux kompluta. Il-qawwa predittiva tagħhom tiddependi għalkollox fuq il-metodu u l-preċiżjoni tal-ġbir u l-ipproċessar tad-dejta.
Ħin tal-posta: 21 ta' Novembru 2024