Dapoi 25 anni, u Dipartimentu di l'Ambiente (DOE) di a Malesia hà messu in opera un Indice di Qualità di l'Acqua (WQI) chì utilizeghja sei parametri chjave di a qualità di l'acqua: ossigenu dissoltu (DO), dumanda biochimica di ossigenu (BOD), dumanda chimica di ossigenu (COD), pH, azotu ammoniacale (AN) è solidi sospesi (SS). L'analisi di a qualità di l'acqua hè una cumpunente impurtante di a gestione di e risorse idriche è deve esse gestita currettamente per prevene i danni ecologichi da l'inquinamentu è assicurà u rispettu di e regulazioni ambientali. Questu aumenta a necessità di definisce metudi efficaci per l'analisi. Una di e sfide principali di l'informatica attuale hè chì richiede una seria di calculi di sottoindici chì richiedenu tempu, sò cumplessi è sò propensi à l'errore. Inoltre, u WQI ùn pò esse calculatu se mancanu unu o più parametri di qualità di l'acqua. In questu studiu, hè statu sviluppatu un metudu di ottimizazione di u WQI per a cumplessità di u prucessu attuale. U putenziale di a modelizazione basata nantu à i dati, vale à dì a macchina vettoriale di supportu di funzione di basa Nu-Radial (SVM) basata nantu à a validazione incrociata 10x, hè statu sviluppatu è esploratu per migliurà a previsione di u WQI in u bacinu di Langat. Un'analisi cumpleta di sensibilità hè stata realizata sottu sei scenarii per determinà l'efficienza di u mudellu in a predizione di WQI. In u primu casu, u mudellu SVM-WQI hà dimustratu una eccellente capacità di replicà DOE-WQI è hà ottenutu livelli assai alti di risultati statistici (coefficiente di currelazione r > 0,95, efficienza di Nash Sutcliffe, NSE > 0,88, indice di consistenza di Willmott, WI > 0,96). In u secondu scenariu, u prucessu di modelizazione mostra chì WQI pò esse stimatu senza sei parametri. Cusì, u parametru DO hè u fattore u più impurtante per determinà WQI. U pH hà u minimu effettu nantu à WQI. Inoltre, i scenarii da 3 à 6 mostranu l'efficienza di u mudellu in termini di tempu è costu minimizendu u numeru di variabili in a cumbinazione di input di u mudellu (r > 0,6, NSE > 0,5 (bonu), WI > 0,7 (moltu bonu)). Pigliati inseme, u mudellu migliurà è accelererà assai a presa di decisioni basata nantu à i dati in a gestione di a qualità di l'acqua, rendendu i dati più accessibili è interessanti senza intervenzione umana.
1 Introduzione
U termine "inquinamentu di l'acqua" si riferisce à l'inquinamentu di parechji tipi d'acqua, cumprese l'acqua superficiale (oceani, laghi è fiumi) è l'acqua sutterranea. Un fattore significativu in a crescita di stu prublema hè chì i contaminanti ùn sò micca trattati adeguatamente prima di esse liberati direttamente o indirettamente in i corpi idrici. I cambiamenti in a qualità di l'acqua anu un impattu significativu micca solu nantu à l'ambiente marinu, ma ancu nantu à a dispunibilità d'acqua dolce per l'approvvigionamentu publicu d'acqua è l'agricultura. In i paesi in via di sviluppu, a rapida crescita ecunomica hè cumuna, è ogni prughjettu chì prumove sta crescita pò esse dannusu per l'ambiente. Per a gestione à longu andà di e risorse idriche è a prutezzione di e persone è di l'ambiente, u monitoraghju è a valutazione di a qualità di l'acqua sò essenziali. L'Indice di Qualità di l'Acqua, cunnisciutu ancu cum'è WQI, hè derivatu da i dati di qualità di l'acqua è hè utilizatu per determinà u statu attuale di a qualità di l'acqua di u fiume. In a valutazione di u gradu di cambiamentu in a qualità di l'acqua, parechje variabili devenu esse cunsiderate. U WQI hè un indice senza alcuna dimensione. Si compone di parametri specifici di qualità di l'acqua. U WQI furnisce un metudu per classificà a qualità di i corpi idrici storichi è presenti. U valore significativu di u WQI pò influenzà e decisioni è l'azzioni di i decisori. Nantu à una scala da 1 à 100, più altu hè l'indice, megliu hè a qualità di l'acqua. In generale, a qualità di l'acqua di e stazioni fluviali cù punteggi di 80 è più risponde à i standard per i fiumi puliti. Un valore WQI inferiore à 40 hè cunsideratu contaminatu, mentre chì un valore WQI trà 40 è 80 indica chì a qualità di l'acqua hè effettivamente ligeramente contaminata.
In generale, u calculu di l'IQW richiede un inseme di trasfurmazioni di sottuindice chì sò lunghe, cumplesse è propense à errori. Ci sò interazioni non lineari cumplesse trà l'IQW è altri parametri di qualità di l'acqua. U calculu di l'IQW pò esse difficiule è piglià assai tempu perchè diversi IQW utilizanu formule diverse, chì ponu purtà à errori. Una sfida maiò hè chì hè impussibile di calculà a formula per l'IQW se mancanu unu o più parametri di qualità di l'acqua. Inoltre, alcune norme richiedenu procedure di raccolta di campioni esaustive è chì richiedenu tempu, chì devenu esse realizate da prufessiunali furmati per garantisce un esame accuratu di i campioni è a visualizzazione di i risultati. Malgradu i miglioramenti in a tecnulugia è l'attrezzature, u monitoraghju estensivu di a qualità di l'acqua di u fiume, tempurale è spaziale, hè statu ostacolatu da elevati costi operativi è di gestione.
Sta discussione mostra chì ùn ci hè micca un approcciu glubale à l'IQC. Questu face nasce a necessità di sviluppà metudi alternativi per calculà l'IQC in modu computazionalmente efficiente è precisu. Tali miglioramenti ponu esse utili per i gestori di risorse ambientali per monitorà è valutà a qualità di l'acqua di u fiume. In questu cuntestu, certi circadori anu utilizatu cù successu l'IA per prevede l'IQC; A modellazione di apprendimentu automaticu basata nantu à l'IA evita u calculu di i sottuindice è genera rapidamente risultati IQC. L'algoritmi di apprendimentu automaticu basati nantu à l'IA stanu guadagnendu pupularità per via di a so architettura non lineare, a capacità di prevede eventi cumplessi, a capacità di gestisce grandi insemi di dati cumpresi dati di diverse dimensioni, è l'insensibilità à i dati incompleti. U so putere predittivu dipende interamente da u metudu è a precisione di a raccolta è di l'elaborazione di i dati.
Data di publicazione: 21 di nuvembre di u 2024