منابع و ماخذ پایان نامه مقدار خطا

دانلود پایان نامه ارشد

است:
(1-8)
در عمل هدف کمينه کردن مقدار است يا به عبارتي وزنهاي بهينه که به ازاي آنها شبکه عصبي مصنوعي خطاي محاسباتي کل کمتري دارد ولي روند آموزشي شبکههاي عصبي کمينه کردن مقدار نيست بلکه مقدار خطاي کمينه گرديده است.
الگوريتمي که در روشBP براي رسيدن به وزنهاي بهينه بکار رقته، به شرح زير است:
۱- انتخاب زوجهاي يادگيري
۲- انتخاب مقادير اوليه مناسب براي وزنهاي شبکه
۳- اعمال بردار ورودي به وروديهاي شبکه و محاسبه خروجي شبکه
۴- محاسبه خطاي ايجاد شده بين خروجي شبکه و خروجي مربوطه به بردار ورودي ()
۵- تنظيم وزنهاي شبکه به طوري که مقدار خطا مينيمم گردد.
۶- تکرار مراحل ۱ تا ۴ براي همه زوج الگوهاي آموزشي به طوري که خطاي به يک مقدار مناسب همگرا شود.
تغيير وزنهاي شبکه در دوحالت ممکن است انجام گيرد:
الف- تغيير وزنها بعد از ارائه هر زوج الگوي آموزشي که اين روش به آموزش مثال به مثال91 معروف است.
ب- تغيير وزنها بعد از ارائهي دستههاي m تايي (m ۱- شبکههاي عصبي مصنوعي قادرند که رابطه بين متغيرهاي ورودي و خروجي را بدون نياز به ملاحظات فيزيکي صريح تشخيص دهند.
۲- شبکههاي عصبي مصنوعي نسبت به نويز و دادههاي ناقص حساسيتي ندارند.
۳- آنها در اکثر مواقع تعميم دهي مناسب روي دادههاي مشاهده نشده دارند.
۴- آنها قابليت پردازش غير خطي که يک ويژگي قابل توجه در کار با دادههاي واقعي است را دارا هستند.

1-27 معايب شبکههاي عصبي مصنوعي
۱- به دليل محاسبات تکرار شونده در مواردي داراي سرعت پايين آموزش و آزمايش هستند.
۲- ممکن است نياز به زمان آموزش زياد داشته باشند و شايد هم به يک نقطه قابل قبول همگرا نشوند.
۳- استفاده از وزن‌هاي اوليه تصادفي مختلف نتايج متفاوتي را به دنبال خواهد داشت.
۴- از آنجا که تحليل شبکهها کار بسيار پيچيدهاي است و در طراحي شبکه روش‌هاي تحليلي وجود ندارد، در نتيجه مجبور خواهيم بود به صورت تجربي يا با چندين بار آزمايش ساختار و ابعاد شبکه را طراحي کنيم.
۵- اضافه کردن اطلاعات جديد به آنها کار مشکلي است و اشتراک بين چندين شبکه هم کار دشواري خواهد بود.

1-28 تاريخچه استفاده از الگوريتم‌هاي ژنتيک
الگوريتم ژنتيک يکي از روش‌هاي مدرن بهينه‌سازي در مسايل مهندسي و غيرمهندسي بوده است. از ميان روش‌هاي بهينه‌يابي احتمالي، الگوريتم ژنتيک به عنوان يک روش عمومي‌با قابليت بهينه‌يابي مناسب در مسايل گوناگون به کار گرفته شده است. ايده اوليه اين روش از نظريه تکامل داروين الهام گرفته شده است و کارکرد آن بر اساس ژنتيک طبيعي استوار بوده است. اصول اوليه الگوريتم ژنتيک توسط جان هلند و همکارانش در دانشگاه ميشيگان در سال 1962 ارائه شد. آنان در تحقيقات خود به فرآيند سازگاري در سيستمهاي طبيعي توجه نمودند و براي مدلسازي آن در سيستمهاي مصنوعي که بايد داراي توانايي اصلي سيستمهاي طبيعي باشند، تلاش نمودند. نتيجه آن پيدايش الگوريتم ژنتيک بود که در سال 1975 مباني آن توسط هلند منتشر شد. گلدبرگ در سال 1989 تئوري schema ( تئوري اساسي الگوريتم ژنتيک) را ارائه کرد. در سال 1990 ابين و همکاران همگرايي الگوريتم ژنتيک را با استفاده از روش آناليز زنجيره مارکوف اثبات کردند. در سال 1991 کوزا و در سال 1992 کريشاکومار از الگوريتم ژنتيک براي برنامهنويسي کامپيوتر و حل مسائل مهندسي استفاده کردند. در سال 1992 مهفود و در سال 1993 ادلر الگوريتم ژنتيک را با روش‌هاي بهينهسازي متداول مقايسه کردند.
اين الگوريتم امروزه در بسياري از علوم مختلف مثل زيست شناسي، علوم فني و مهندسي (شبکه‌هاي عصبي، پردازش تصوير و تشخيص الگو و… ) علوم پايه، علوم اجتماعي و غيره کاربرد دارد.

1-29 روش‌هاي بهينه‌سازي
از سال 1940 تاکنون روش‌هاي بهينه سازي متعددي مطرح شده است که به عنوان روش‌هاي کلاسيک شناخته شده‌اند. از آن جمله مي‌توان به روش‌هاي زير اشاره کرد:
الف- برنامه ريزي خطي93
ب- برنامه ريزي غير خطي94
ج- برنامه ريزي پويا95
د- روش اکتشاف96
ه- روش صف97
و- روش جايگزيني98
ز- روش زمان بندي99
هر مسئله مهندسي ممکن است داراي چندين جواب مختلف باشد که بعضي از آنها ممکن و بعضي غير ممکن است. وظيفه طراحان پيدا کردن بهترين جواب ممکن از ميان جواب‌هاي مختلف است. مجموعه جواب‌هاي ممکن، فضاي طراحي100 را شکل داده‌اند که بايد در اين فضا به جستجوي بهترين يا بهينه‌ترين جواب پرداخت.
جستجو‌ها به دو روش انجام مي‌شود:
الف- قطعي101
ب- محتمل يا غير قطعي102
در روش قطعي مي‌توان به الگوريتم گراديان شيب103 و از روش غير قطعي مي‌توان به روش تصادفي104 اشاره کرد. فارغ از اين که روش جستجوي ما قطعي يا غيرقطعي باشد. هدف دستيابي به يک نتيجه معتبر است، يعني نتيجه به دست آمده بهينه يا نزديک به جواب بهينه باشد.
اما روش‌هاي جديد بهينه‌سازي که امروزه در حل بسياري از مسائل مختلف مورد استفاده قرار گرفته است عبارتند از :
الف- روش سرد شدن فلزات105
ب- جامعه مورچگان106
ج- ريسک هزينه107
د- استراتژي تکامل108
ه- الگوريتم ژنتيک109
و- بافت سلولي ماشين خودکار110
روش سردشدن فلزات که تقليدي از پديده سرد شدن فلزات مذاب براي ساخت يک روال جستجو است. يا روش جامعه مورچگان که با الهام از زندگي دسته جمعي حشرات به خصوص مورچه پي‌ريزي شده است و از آن هوش هجومي111 نيز ياد شده که در حل مشکل ترافيک شبکه‌ها و مسيريابي در سيستم مخابراتي شلوغ استفاده شده است. اين روش اولين بار توسط دنيوبرگ Deneubourge مطرح و بعدها توسط دريگو Dorigo (1999) توسعه يافت.
الگوريتم‌هاي ژنتيک يک روش جستجوي موثر در فضاهاي بسيار وسيع و بزرگ است که در نهايت منجر به جهت گيري به سمت پيدا کردن يک جواب بهينه گرديده است که شايد نتوان در مدت زمان زندگي يک فرد به آن جواب بهينه دست يافت.
الگوريتم ژنتيک تفاوت بسيار زيادي با روش‌هاي بهينه سازي قديمي دارند. در اين الگوريتم‌ها بايد فضاي طراحي به فضاي ژنتيک تبديل شود. بنابراين الگوريتم‌هاي ژنتيک با يک سري متغيرهاي کد شده کار کرده‌اند. مزيت کار با متغيرهاي کد شده در اين است که اصولاً کدها قابليت تبديل فضاي پيوسته به گسسته را دارند. يکي از تفاوت‌هاي اصلي الگوريتم ژنتيک با روش‌هاي قديمي بهينه سازي در اين است که الگوريتم ژنتيک با جمعيت112 يا مجموعه اي از نقاط در يک لحظه خاص کار کرده است، در حالي که در روش‌هاي قديمي بهينه‌سازي تنها براي يک نقطه خاص عمل شده است. اين به اين معني است که الگوريتم ژنتيک تعداد زيادي از طرح‌ها را در يک زمان مورد پردازش قرار داده است. نکته جالب ديگر اين است که الگوريتم ژنتيک بر پردازش تصادفي يا به تعبير صحيح‌تر پردازش تصادفي هدايت شده113 استوار است. بنابراين عملگرهاي تصادفي فضاي جستجو را به صورت تطبيقي114 مورد بررسي قرار داده‌اند.
اصولاً براي استفاده از الگوريتم ژنتيک بايد سه مفهوم زير مشخص شود:
1- تعريف تابع هدف115 يا تابع هزينه116.
2- تعريف و پياده سازي فضاي ژنتيک117.
3- تعريف و پياده سازي عملگرهاي الگوريتم ژنتيک.
اگر اين سه قسمت به طور صحيح تعريف شوند، بدون شک الگوريتم ژنتيک به خوبي عمل خواهد کرد و در نهايت مي‌توان با اعمال تغييراتي کارايي سيستم را افزايش داد.

1-30 فضاي جستجو
هدف از حل مسئله‌، پيدا نمودن بهترين جواب از ميان جواب‌هاي مختلف است. فضاي همه حالت‌هاي ممکن (جواب‌هاي ممکن) در حل يک مسئله، فضاي جستجو ناميده شده است. هر جواب مي‌تواند با يک مقداري که بيانگر مناسب بودن118 آن است، نشان داده شود. جستجو براي جواب يعني جستجو براي پيدا کردن اکسترمم در آن فضاي جستجو بوده است.
در صورت پيچيده و بزرگ بودن فضاهاي جستجو و در مواردي که مشخص نبوده که از کجاي اين فضا بايد عمل جستجو را انجام گيرد، استفاده از الگوريتم‌هاي ژنتيک چون ماهيتاً بر اساس اصل ادامه پيدايش حيات بهترين‌ها و تکثير نوع برتر پي‌ريزي شده است، توانسته کارساز باشد.
در ابتدا، الگوريتم با مجموعه‌اي از جواب‌هاي تصادفي (کروموزم‌ها) که به آنها جمعيت گفته شده، آغاز گرديده است. از اين جواب‌ها براي ساخت جمعيت جديد بعدي استفاده شده، به اين اميد که جمعيت‌هاي جديد بهتر از جمعيت‌هاي قديم باشند. زيرا روش‌هايي که براي انتخاب جمعيت‌هاي جديد استفاده شده با توجه به مناسب بودن آنها صورت گرفته است. پس بهترين‌ها شانس بيشتري براي توليد مثل خواهند داشت. اين فرايند آن قدر تکرار شده تا شرايط خاتمه (براي دستيابي به بهترين راه حل) محقق شود.

1-31 روش کار در الگوريتم ژنتيک
مسائل بهينه سازي نامقيد119 و بهينه سازي مقيد120 با استفاده از الگوريتم ژنتيک بررسي شده است.
فرض شود که يک مسئله بيشينه‌سازي121 موجود باشد:

(1-9)
و اگر خواسته شود مينيمم شود براي تابع هدف به صورت رابطه (1-10) نمايش داده شده است:

(1-10)

و اگر باشد به جاي مينيمم کردن ، مي‌توان ماکسيمم را به دست آورد.

(1-11)

پس با بهره گيري از اين روش مي‌توان مسائل مينيمم و ماکزيمم مختلف را در الگوريتم ژنتيک مورد بررسي قرار داد (ميخالويک, 1992).

1-32 تعيين مراحل اوليه قبل از اجراي الگوريتم ژنتيک
مواردي که قبل از اجراي الگوريتم ژنتيک بايستي مشخص شوند عبارتند از:
تعيين نحوه نمايش يا کدبندي نقاط فضاي جستجو: در اين مرحله به هر حل از فضاي جستجو يک رشته اختصاص يافته و هر رشته در واقع شامل متغييرهاي کد شدهاي است که در مسئلهي مورد نظر وجود دارد. نحوه نمايش در واقع نوعي نگاشت از فضاي جستجو به فضاي رشتههائي با طول L که با مجموعه الفبايي n کاراکتري ساخته شدهاند، بوده است. هر رشته که نشان دهنده يک نقطه از فضاي حل است، معادل عبارت ژنوتيپ122 در سيستمهاي طبيعي است که هر ژنوتيپ به معني ترکيب ژنتيکي خاصي از موجود زنده است.
تعريف ميزان برازندگي: پس از اينکه تابع هدف هر رشته با توجه به خصوصيات مسئلهي مورد نظر تعيين شد، مقدار برازندگي رشتهها محاسبه شده است. عدد برازندگي هر رشته، عددي مثبت است که در مرحلهي انتخاب با توجه به مقدار برازندگي هر رشته، احتمال انتخاب شدن آن تعيين شده و با مکانيزم ديسک گردان رشتهها انتخاب شده‌اند (بديهي است رشتههايي که عدد برازندگي بيشتري دارند به تعداد بيشتري نيز انتخاب گرديده‌اند). در سيستمهاي طبيعي، هر ژنوتيپ (رشته)، داراي رفتار خاصي است که به آن فنوتيپ123 گفته شده است. در واقع فنوتيپ، نمود ظاهري ژنوتيپ است. پس بطور کلي ميتوان گفت که عدد برازندگي، يک نگاشت از نقاط فضاي نمايش به فضاي اعداد حقيقي است که وابسته به مسئله مورد نظر است.

تعيين پارامترها و متغيرهاي مربوط به الگوريتم : پارامترهاي الگوريتم ژنتيک عبارتند از:
الف) ميزان جمعيت و ماکزيمم تعداد تکرار (تعداد نسلها)
ب) نرخ احتمال عملگرهاي ترکيب و جهش

مشخص کردن شرط پايان تکرار و نحوهي انتخاب خروجي الگوريتم: شرط خاتمهي الگوريتم ژنتيک را ميتوان تعداد مشخصي تکرار يا رسيدن به مقدار معيني از برازندگي قرار داد و بهترين رشته از آخرين نسل را مي‌توان بعنوان خروجي در نظر گرفت.
1-33 نمودار گردشي اجراي الگوريتم ژنتيک
مطابق شکل (1-6) در شروع اجراي الگوريتم، جمعيتي از رشتهها با تعداد مشخص P بطور تصادفي ايجاد شده‌اند. در سيکل داخلي هر يک از رشتهها ديکد شده و مقدار تابع هدف براي آن بدست آمده ‌است و سپس مقادير بدست آمده تابع هدف در تعيين عدد برازندگي رشتهها استفاده شده است. اگر شرط يا شرايط توقف ارضاء شد، بهترين رشته بعنوان جواب بهينه انتخاب شده است. در غير اينصورت P رشته با عدد برازندگي بيشتر بطور تصادفي انتخاب شده و براي جستجو و کنکاش در فضاي حل، عملگرهاي ترکيب و جهش روي درصدي از جمعيت رشتهها اعمال گرديده و سپس با جمعيت رشتههاي جديدي، الگوريتم تکرار شده تا اينکه شرط توقف برقرار شود.

شکل (1-6) نمودار گردشي اجراي الگوريتم ژنتيک
در تشبيه طبيعي، هر دور محاسباتي معادل يک دوره زماني مشخص است و معرف نرخ توليد مثل و مرگ و مير اين دوره زماني است. در اين مدلسازي براي ثابت ماندن جمعيت در هر يک از دورههاي زماني، تعداد توليد مثل و مرگ و مير يکسان در نظر گرفته شده است. پارامترهاي طراحي و يا تابع هدف نيز مشابه شرايط زيست محيطي است که موجود زنده خود را با آن تطبيق داده است.

1-34 مزاياي الگوريتم ژنتيک نسبت به روش‌هاي ديگر بهينه‌سازي
الگوريتم ژنتيک داراي ويژگي‌هاي منحصر به فردي است که آن را نسبت به روش‌هاي ديگر بهينه‌سازي متمايز ساخته و از آن جمله مي‌توان به موارد ذيل اشاره نمود:

الف) اين الگوريتم حتي در مواردي که تابع هدف در برخي از نقاط، گسسته و مشتق ناپذير بوده، قابل استفاده بوده است لذا قادر به بهينه‌سازي با پارامترهاي پيوسته يا گسسته بوده است. از طرف ديگر در مسائلي که داراي تابع هدف رياضي نيستند و قيدهاي مسئله نيز شکل تعريف شده‌اي ندارند اين الگوريتم بسيار کارآمد بوده است (هررا, 1996).

ب) به اطلاعات مشتق تابع هدف نياز نيست.

ج) به خوبي در کامپيوترهاي موازي کار کرده است.

د) وقتي که ساير روش‌ها بر اثر مشکلات موضعي مانند نواحي که در آنها تغييرات تابع بسيار تند يا کند است کارايي خود را از دست داده‌اند، اين الگوريتم قابل استفاده است. بنابراين الگوريتم ژنتيک پارامترهايي را که داراي سطح هدف بسيار پيچيده هستند بهينه کرده است.
ه) به راحتي با اطلاعات توليد شده عددي و آزمايشگاهي و يا توابع رياضي کار کرده است.
و) يک ليست از پارامترهاي بهينه و نه فقط يک حل منفرد از مسئله را فراهم آورده، بنابراين گزينه‌هاي مختلف حل يک مسئله بدست آمده است.
ز) زماني که تابع هدف داراي چند نقطه اکسترمم محلي است از اين الگوريتم مي‌توان براي يافتن اکسترمم کلي استفاده نمود زيرا بر خلاف روش‌هاي ديگر بهينه‌سازي، جستجو را از نقاط زياد و متفاوتي از جواب مسئله آغاز نموده، بنابراين شانس رسيدن به جواب در آن بسيار بيشتر از روش‌هايي بوده که از يک نقطه آغاز کرده و در يک مسير به سمت جواب بهينه حرکت کرده است. عملگرهاي ترکيب124 و به ويژه جهش125 در اين الگوريتم با تغيير ناگهاني برخي رشته‌ها و در نتيجه جابه‌جا کردن قسمتي از فضاي جستجو از گرفتار شدن الگوريتم در يک بهينه موضعي جلوگيري کرده‌اند.
ح) الگوريتم ژنتيک در هر تکرار نسخه‌اي از بهترين رشته جمعيت را ذخيره کرده و در عين حال آن را در توليد جمعيت نسل بعد شرکت داده است. پس از توليد نسل جديد بهترين جواب آن را با بهترين جواب نسل قبل مقايسه کرده و رشته با برازندگي بهتر را به عنوان جواب تا آن مرحله ذخيره کرده است. بنابراين از اينکه جواب بهينه يک نسل در اثر عملکردهاي الگوريتم دچار تغيير نامطلوب شود جلوگيري نموده و در حقيقت هميشه يک جواب موجود است که اين جواب با گذشت زمان بهتر شده است.

1-35 کاربرد الگوريتم ژنتيک در علوم مختلف
برخي از مهمترين کاربردهاي الگوريتم ژنتيک در علوم مختلف در جدول (1-8) آمده است.

جدول 1-8 کاربرد الگوريتم ژنتيک در علوم مختلف

زمينه
کاربرد
کنترل
خطوط انتقال گاز – پرتاب موشک – سيستم‌هاي تعادلي- ره گيري و…
طراحي
طراحي هواپيما – طراحي مدارات VLSI – شبکه‌هاي ارتباطي و…
مديريت و برنامه ريزي
برنامه ريزي توليد – زمان بندي – تخصيص منابع و…
روباتيک
مسير حرکت روبات و…
يادگيري ماشين
طراحي شبکه‌هاي عصبي – الگوريتم‌هاي طبقه بندي و…
پردازش سيگنال
طراحي فيلتر و…
ساير موارد
هنر و موسيقي – حل مسئله فروشنده دوره گرد – مسيريابي در شبکه‌ها و…

1-36 استفاده از الگوريتم ژنتيک در آموزش شبکههاي عصبي مصنوعي
همانطور که در قسمت‌هاي قبل در مورد نحوه کار شبکه عصبي مصنوعي توضيح داده شد، شبکه عصبي مصنوعي در مرحله آموزش خود براي بدست آوردن رابطهاي منطقي بين ورودي و خروجي شبکه، از عمل سعي و خطا استفاده کرده است، اما اين روش به وضوح روشن است که داراي خطاي زيادي بوده و ممکن است که کاربر در مرحله آموزش و در قسمت سعي و خطا، نتواند رابطه ايدهآل را بدست آورد. همچنين چون در اين حالت براي بدست آوردن کمترين خطا، شبکه از يک نقطه شروع به حرکت کرده، احتمال در دام افتادن شبکه در نقطه مينيمم محلي زياد گرديده است.
در اين زمان محققان به اين فکر افتادند که با ارائه روشي، نواقص مرحله آموزش شبکه عصبي مصنوعي را کاهش دهند. يکي از روش‌هايي که محققين امروزه پيشنهاد ميکنند، روش تلفيقي شبکه عصبي مصنوعي و الگوريتم ژنتيک است. اما الگوريتم ژنتيک با قدرت بهينهسازي که دارد توانسته نواقص زير را برطرف کند:
1- به دليل اينکه شروع الگوريتم ژنتيک، با چندين کروموزوم است، لذا هر کدام از اين کروموزوم‌ها که در واقع يکسري داده‌هاي مدل شبکه بوده‌اند، وارد شبکه شده‌اند، و پس از اعمال آموزش به بهينه‌ترين جواب مدل دست پيدا کرده‌اند (نقطه کمينه محلي)، و در نهايت، الگوريتم ژنتيک از ميان اين جواب ها، بهترين جواب را انتخاب کرده است (نقطهاي نزديک به کمينه محلي). در اين حالت خطر در دام افتادن شبکه در نقطه مينيمم محلي کاهش يافته است.
2-الگوريتم ژنتيک، با استفاده از توليد نسل‌هاي مختلف، و حرکت اين الگوريتم به سوي توليد برتر، و قدرت بالاي خود در بهينهسازي، امکان رسيدن مدل را به جواب بهينه زياد کرده است.
روند سعي و خطا و عدم تطبيقي که در بدست آوردن شبکه بهينه در شبکههاي عصبي موجود است، پژوهشگران را برآن داشت تا از يک روش غير گرادياني در جهت بهينهسازي پارامترهاي شبکههاي عصبي استفاده کنند. با توجه به اينکه در سالهاي اخير استفاده از روش‌هاي بهينهيابي طبيعي گسترش فوقالعادهاي يافته‌اند، روش‌هاي الگوريتم ژنتيک و شبيهسازي تسليم، روش‌هاي مناسبي در اين مقام بودند.
بنا به مورد استفاده، تنها به ذکر برخي انتقادهاي وارد به الگوريتم ژنتيک اکتفا کرده و در پي آن به کاربرد اين روش در بهينهسازي شبکههاي عصبي اشاره شده است. نهايتاً در سه مرحله بصورت جدي نقدهايي متوجه الگوريتم ژنتيک بوده است، که عبارتند از:
جنبه ظاهري؛ روش الگوريتم ژنتيک مستقيماً در ساختار و خصوصيات مدل مداخله کرده است.
جنبه قدرت بهينهسازي، و اين تنها دليل توصية اين روش بوده است. در اين روش جمعيت اوليه بصورت تصادفي اختيار شده و اين انتخاب هيچ جنبه تئوريکي ندارد.
در انتخاب جايگزين نسل جديد و قديم، بايد وقت بسيار به خرج داد چراکه لزوماً جوابهاي مطلوب و يکسان در شرايط کنترل شدهاي شکل گرفته‌اند و مسير عملکرد مبهم بوده است. اما با تمام کمبودها در سال 1988، ديويس نشان داد که ميتوان يک شبکه عصبي مصنوعي و يک مدل بهينهساز ژنتيکي را که در واقع طبقهبندي دادهها را انجام داده، به يکديگر منطبق کرد. او نشان داد که اين هماهنگي و تطبيق، که در اساس و بنيان کار شبکههاي عصبي و الگوريتم ژنتيک موجود بوده و ميتواند معيار بسيار خوبي در توجيه عملکرد موفقيتآميز مشترک آنها باشد. همچنين ديويس بطور مستقل موفق به ارائه مقالهاي در اين زمينه شد، که در آن سعي در ايجاد تلفيق مناسبي جهت آموزش شبکههاي عصبي با الگوريتم ژنتيک شده بود. نتايج ارائه شده توسط ديويس دال بر اين واقعيت بود که به خوبي از عهده چنين عملي برآمده است. او با يک شبکه سه لايه با قانون آموزش پس انتشار خطا به خوبي از عهده انجام کار برآمده بود. در مدلسازي وي 1000 تکرار در مدل شبکه عصبي مصنوعي با الگوريتم ژنتيک و 8000 تکرار با قاعده خاص پس انتشار خطا انجام گرفته بود. در بهترين حالت در شبکه عصبي مصنوعي مورد استفاده وي، در تکرار 8000 خطايي معادل 09/0 ايجاد شده بود، که پس از افزايش تعداد تکرار اين خطا بيشتر شده بود اما در شبکهاي که با کمک الگوريتم ژنتيک طرح شده بود خطايي معادل 06/0 ايجاد شده بود که اين خود مبين قدرت و جايگاه شبکه عصبي مصنوعي در کاربرد با الگوريتم ژنتيک بوده است. اين رويکرد منجر به ارائه هفت مقاله توسط يو و همکاران در خلال سال‌هاي 1995 تا 1996، در توجيه و چگونگي جمعبندي روش‌هاي بهينهياب جمعيتي و روش‌هاي محاسباتي مبني بر اين نظريه شد. يو و همکاران نيز چنين نتيجهاي را جهت مدل خويش که تلفيقي خاص از الگوريتم ژنتيک و شبکه عصبي مصنوعي با قاعده آموزش پس انتشار خطا بود بدست آوردند. هرانها و ديويس پيشنهاد استفاده از اين تلفيق جهت ساير قاعدههاي آموزشي را دادهاند (ارس, 2007).
اما همکاري شبکههاي عصبي مصنوعي و الگوريتم ژنتيک در اينجا متوقف نشد، در سال 1988 مرشد و همکاران در مقالهاي که جهت مدلسازي عصبي آبهاي زيرزميني ارائه کرده بودند به بررسي اثر بهينه‌سازي الگوريتم ژنتيک بر روي الگوي عصبي با قانون پسانتشار خطا پرداختند، که طي مراحل ثابت بودن لايه و گرهها و بهينهيابي ساير پارامترهاي شبکه، اين تحقيق به سرانجام رسيدهبود. تلاشهاي مانيزو (1994)، نيز در مدلسازي با ساختار بهينه شده و نسبت‌دهي اوزان شبکه با استفاده از شبکه عصبي مصنوعي در نوبه خود فوقالعاده نمايان شده بود.

اسميکا (1977) ميزان هدر روي نيتروژن نيتراتي را در خاکهاي شني بررسي نموده و بيان داشت که سالانه در هر هکتار به طور متوسط، 14-9 کيلوگرم نيتروژن نيتراتي تلف مي‌شود. به عبارت ديگر، به ازاي هر سانتيمتر آب نفوذي سالانه حدود 12/1 کيلوگرم نيترات در هکتار آبشويي مي‌گردد. هر گاه غلظت نيترات در خاک زياد باشد مقداري از آن که از منطقه ريشه شسته مي‌شود متناسب با بافت خاک و مقدار آب نفوذي از اين ناحيه خواهد بود.

والترز و مالگر (1990) نيز در بررسي‌هاي خود به اين نتيجه رسيدند که از 90 و 180 کيلوگرم نيتروژن که در هکتار به يک خاک داراي بافتي متوسط (شن لومي) که زير کشت ذرت است اضافه مي‌شود، 18 تا 30 درصد آن از طريق آبشويي از منطقه ريشه خارج مي‌گردد.

شارما (1990) در مطالعه بر روي خاکهايي با بافت مختلف نشان مي‌دهد که ميزان آبشويي نيترات عمدتاً به بافت خاک، مقدار بارندگي و آب آبياري بستگي دارد.

جعفري (1371) در اندازه‌گيري‌هاي نيترات در مزارع ذرت جنوب تهران با بافت‌هاي سبک و سنگين به اين نتيجه رسيد که مقدار آبشويي نيترات حتي از قطعات شاهد در آبياري اول بسيار قابل توجه بوده و اين هدر روي (حرکت نيترات به عمق پايين‌تر از 60 سانتيمتري) در خاک‌هاي آهکي جنوب تهران در حالتي که بافت خاک متوسط (لومي) بوده بيشتر از حالتي است که بافت خاک رسي مي‌باشد.

بلاک (1968) گزارش کرد که هر چه مقدار نيتروژن نيتراتي خاک زيادتر شود به همان نسبت نيز مقدار تلفات نيتروژن افزايش مي‌يابد. همچنين مقدار نيتروژن باقيمانده در خاک پس از افزايش 60 کيلوگرم نيتروژن در هکتار بعد از 4/8، 4/16، 4/28، 7/34 سانتيمتر باران به ترتيب 58، 41، 25، 21 کيلوگرم در هکتار مي‌باشد.

ريتر و منگر (1985) در مطالعه اثر راندمان آبياري بر روي تلفات و آبشويي نيترات گزارش کرده‌اند که آبشويي نيترات به صورت مستقيم در رابطه با حجم آب زهکشي شده است و با افزايش بازده آبياري، حجم زهکشي و مقدار نيترات آبشويي شده کاهش مي‌يابد.

وتسلار (1961) نشان داد که حرکت نيترات به علت جابجايي کامل محلول خاک بوسيله آب آبياري يا باران صورت نمي‌گيرد. بلکه بطور معمول رقيق شدن تدريجي صورت مي‌گيرد که پس از چند بار باران ممکن است لايه سطحي عاري از نيترات شود و اين عمل باعث تمرکز نيتروژن در لايه‌هاي زيرين خاک مي‌شود و هر چه مقدار باران بيشتر باشد تمرکز نيترات در عمق بيشتري صورت مي‌گيرد. در اين آزمايش که در منطقه‌اي با باران زياد انجام شده است 590 ميليمتر باران در مدت شش ماه باريده است. براي هر ميليمتر باران نيترات خاک 075/1 ميليمتر خاک به طرف پايين حرکت کرده بود.
هوک و کاردوس (1978) با بررسي نيترات آبشويي شده به کمک سيستم آبياري باراني با پساب در زمين‌هاي جنگلي گزارش نموده‌اند که بعد از 6 سال آبياري با فاضلاب در خاک لومي شني با ارتفاع آب آبياري 5 سانتيمتر در هفته، غلظت نيتروژن نيتراتي آبشويي شده در عمق 120 سانتيمتري خاک عموماً بيشتر از 15 ميلي‌گرم در کيلوگرم خاک بود. با ارتفاع آب آبياري 5/2 سانتيمتر در هفته غلظت نيتروژن نيتراتي کمتر از 10 ميلي‌گرم در کيلوگرم خاک اندازه‌گيري گرديد.

نلسون و همکاران (1996) اثرات خصوصيات فيزيکي و روش آبياري بر روي نيترات‌زدايي را مورد بررسي قرار دادند و دريافتند که در آبياري غرقابي کل تلفات نيترات به وسيله نيترات‌زدايي چهار برابر آبياري باراني است که دليل آن نامطلوب بودن شرايط فيزيکي و شرايط رطوبتي خاک در آبياري غرقابي مي‌باشد.

انگل (1993) در بررسي اثرات مصرف کود بر آبشويي نيترات دريافت که شستشوي نيترات از خاک با افزايش مقدار کود مصرفي به طور آشکار افزايش يافته است. بخصوص زماني که ميزان کود مصرفي بيش از نياز گياه باشد همچنين در برسي اثرات خاک‌ورزي بر آبشويي نيترات اعلام کرد که غلظت نيترات شسته شده در يک سيستم زراعي بدون خاک‌ورزي126 کمتر از خاک‌ورزي سنتي127 اعمال شده است و سيستم زراعي بدون شخم باعث کاهش آبشويي نيترات از منطقه ريشه و ناحيه زيرين آن مي‌شود.

ليندرمن و همکاران (1976) در نبراسکاي آمريکا به اين نتيجه رسيدند که آب آبياري به ميزان 67 کيلوگرم نيتروژن در هکتار به زمين اضافه شده، حاوي 25 ميلي‌گرم بر ليتر نيتروژن نيتراتي () بوده و اين مقدار موقعي که به ميزان 90 کيلوگرم نيتروژن در هکتار به صورت کودپاشي کناري آمونياک بدون آب اعمال شود به 30 ميلي‌گرم بر ليتر رسيده است.

فوستر و همکاران (1989) طي بررسي تغييرات موقتي نيترات در زه آب مناطق جنگلي نتيجه گرفتند که در فصل رشد غلظت آمونيوم و نيترات در افق بالايي خاک بيشتر بوده و با افزايش عمق از مقدار آن کاسته مي‌شود. همچنين در فصل زمستان، غلظت نيترات در محلول خاک و زه آب افزايش يافته است به طوري که در اوايل بهار به حداکثر خود مي‌رسد.

اوون و همکاران (2000) با مطالعه آبشويي نيترات از تناوب ذرت – سويا با استفاده از لايسيمتر گزارش کردند که تناوب ذرت با گياهاني مانند سويا که کود نيتروژن‌دار کمتري احتياج دارند، باعث کاهش آبشويي نيترات و جلوگيري از آلودگي آبهاي زيرزميني مي‌شود.
لوسي و همکاران (1993) در مطالعه خود بر روي اثر تغييرات آب و هوايي طي 11 سال بر غلظت نيترات در ايالت آيواي آمريکا نتيجه گرفته‌اند که در دوران خشکي يا کمبود بارندگي، تجمع نيترات در خاک صورت مي‌گيرد که علت آن کاهش انتقال نيترات، عدم جذب نيترات توسط گياهان و افزايش ضخامت منطقه غير اشباع در بالاي سطح ايستابي مي‌باشد.

مينارد (1978) دريافت که غلظت نيترات در چغندر قند بين ساعت 4 تا 8 صبح در بالاترين ميزان و در 4 بعد از ظهر کمترين مقدار مي‌باشد. بنابراين زمان برداشت گياهان (مخصوصا سبزيجات) در ميزان نيترات آنها اثر قابل توجهي دارد که بايد مورد توجه قرار گيرد.

سپهوند (1377) با بررسي تجمع نيترات در سبزي‌هاي خوراکي جنوب شهر خرم آباد به اين نتيجه رسيد که درصد نيترات (براساس وزن خشک نمونه) در بيشتر نمونه‌هاي برداشت شده در صبح که از آب رودخانه خرم آباد (که فاضلاب شهري و انساني به آن وارد مي‌شود) آبياري مي‌شوند٬ بسيار بيشتر از حد مجاز نيترات در سبزي‌هاي خوراکي مي‌باشد بطوري که از2 تا 28 برابر حد مجاز (25/0 تا 3/0 درصد وزن خشک نمونه) متغير بودند. تجمع نيترات در سبزي‌هاي برداشت شده در بعدازظهر که با آب چاه آبياري مي‌شده‌اند، کمتر بوده ولي باز هم بيشتر از حد مجاز بوده است. بررسي‌هاي به عمل آمده در اين مطالعه نشان داده که مهمترين علل اين امر مصرف بي رويه کودهاي شيميايي نيتروژن‌دار (در مواردي بيش از يک تن در هکتار) و غني بودن آب رودخانه از مواد نيتروژن‌دار مي‌باشند.

سينيوز و دساک (1965)، 15 مورد علايم بيماري متا‌هموگلوبينميا متأثر از وجود نيترات در اسفناج در کشورهاي اروپايي در مدت 1959 تا 1965 گزارش نمودند که حتي در يک مورد منجر به فوت بيمار گرديده است. ولي در مقابل، موارد بسيار زيادي از اين بيماري در نتيجه آب آشاميدني آلوده به نيترات گزارش شده است.

طبق گزارش هيث ويت و همکاران (1993)، سازمان بهداشت جهاني128 2000 مورد متا‌هموگلوبينمياي کودکان و 160 مورد کشنده در اثر نوشيدن آب حاوي بيش از 25 ميلي‌گرم بر ليتر نيتروژن نيتراتي از 1945 تا 1985 گزارش کرده است.

عابدي کوپايي و همکاران (1385) كيفيت شيميايي آب چاه‌هاي فلمن واقع در غرب اصفهان به عنوان تأمين کننده بخشي از آب شرب شهر اصفهان را بررسي نموده و تأثير آلودگي رودخانه زاينده رود و فعاليت‌هاي كشاورزي بر آن را مورد ارزيابي قرار دادند در طي اين تحقيق يون‌هاي كلسيم، منيزيم، سديم، بي‌كربنات، كلر، نيترات و پارامترهاي BOD، COD، EC، PH و دما در چندين ماه متوالي در يكي از اين چاه‌ها اندازه‌گيري شده و نتايج نشان مي‌دهد كه كيفيت شيميايي آب چاه قبل از تصفيه، در ماههاي مختلف متغير بوده و مقادير بعضي از فاكتورها در حد مجاز و بعضي ديگر بيشتر از حداكثر مجاز است. براي نمونه غلظت نيتروژن نيتراتي در مهرماه برابر 23/87 ميلي‌گرم بر ليتر به دست آمده كه تقريباً 4/2 برابر حد استاندارد بوده که علت آن قرار گرفتن چاه در مجاورت زمين‌هاي زير كشت برنج و مصرف بي‌رويه كودهاي شيميايي و نفوذ نيترات در رسوبات شني منطقه و ورود به آب‌هاي زيرزميني بيان شده است.

شاه بسند زاده و همکاران (1381) منشاء آلودگي نيترات منابع تامين آب شرب شهر گرگان را مورد بررسي قرار دادند. در تجزيه شيميايي آبهاي زيرزميني گستره گرگان مشخص گرديد دو منطقه با تمركز غيرمجاز نيترات (آبخوان زيارت) در محدوده اراضي شهري مي‌باشند. همچنين الگوي تغييرات كلريد در چاه‌هاي با ميزان نيترات غير مجاز، از الگوي تغييرات نيترات آب اين چاه‌ها تبعيت مي‌كند. با مقايسه الگوي تغييرات نيترات در آبخوان‌هاي محدوده اراضي کشاورزي و اراضي شهري به اين نتيجه رسيدند که تاثير کودهاي شيميايي بر آلودگي آب شرب منطقه در مقايسه با تاثير محدوده شهري ناچيز بوده که نشان مي‌دهد منشا احتمالي نيترات آب‌هاي زيرزميني منطقه فاضلاب‌هاي خانگي بوده است به علاوه قطع درختان جنگلي و توسعه شهر گرگان نيز سبب بر هم خوردن چرخه نيتروژن و آزاد شدن مقادير قابل توجهي نيترات به آب‌هاي زيرزميني منطقه شده است.

اخوان و همکاران (1387) آلودگي نيترات در آبهاي زيرزميني دشت همدان- بهار تحت الگوهاي مختلف كشت را مورد بررسي قرار دادند. متوسط غلظت نيترات به ترتيب براي يونجه، سيب زميني، سبزيجات، گندم ديم، جو آبي، باغ‌ها و كشت متناوب را 18/32، 61/8، 79/65، 19/13، 22/10، 22 و 27/2 ميلي‌گرم بر ليتر بدست آورده و بيان نمودند كه كشت محصولاتي نظير سيب زميني و سبزيجات به دليل مصرف زياد كودهاي ازته و كود مرغي و از طرفي سطح زير كشت زياد سيب زميني سبب آلودگي آبهاي زيرزميني در اين منطقه شده است. لذا با مديريت و انتخاب سطح زير كشت بهينه محصولات مختلف، مي‌توان نسبت به كاهش آلودگي نيترات اقدام نمود.

شاهسوني (1386) با توجه به استاندارد‌هاي موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران و همچنين بر اساس استانداردهاي كشوري و مقايسه اين استانداردها با نتايج آزمايشات فيزيكي و شيميايي و ميكروبي انجام شده روي نمونه‌هاي گرفته شده از قسمتهاي مختلف منابع تامين كننده آب آشاميدني شهرستان شاهرود نشان داد TDS، كدورت، pH و غلظت عناصر شيميايي مانند كلر، سولفات، منگنز، فلورايد، فسفات، منيزيم، پتاسيم، نيترات و كلسيم در زمان نمونه برداري در حد مطلوب مي‌باشد. همچنين در روند تحقيق نشان داده شده با افزايش مصرف آب و استفاده بيشتر از منابع آب زيرزميني مقدار TDS و Ec آب بالا رفته و همبستگي مثبت و بالايي بين افزايش بهره برداري از منابع آب زيرزميني با مقدار pH، Ec، كربنات كلسيم و كلر نمونه‌ها وجود دارد بدين معني که اگر روند افزايش استفاده از منابع زيرزميني دنبال شود در آينده كيفيت آب شرب از نظر سختي، مقدار كربنات كلسيم، سولفات و كلرايد از حد مجاز فراتر خواهد رفت.

عابدي کوپايي و همکاران (1380) ميزان آلودگي آبهاي زيرزميني دشت برخوار اصفهان ناشي از كاربرد پساب تصفيه خانه فاضلاب شاهين‌شهر اصفهان براي آبياري قسمتي از زمينهاي كشاورزي را مورد مطالعه قرار دادند. براي اين منظور تعداد ٢٠ حلقه چاه آب داير در اطراف تصفيه خانه و يا نزديكي آن در نظر گرفته شده و از ارديبهشت تا آبان ١٣٧٨ پارامترهاي مختلف شيميايي آب چاه‌ها و عمق چاه‌ها اندازه‌گيري شده است. ميزان نيترات آبهاي زيرزميني در ٩٠ درصد از چاه‌هاي نمونه برداري شده بيش از مقدار استاندارد ١٠ ميلي‌گرم بر ليتر نيتروژن نيتراتي مي‌باشد همچنين حداقل و حداكثر EC به ترتيب 83/1 و 69/7 دسي زيمنس بر متر و حداقل و حداكثر SAR به ترتيب 2/4 و 7/13 مي‌باشد. غلظت فلزات سنگين كمتر از حد استاندارد هستند و مشكل خاصي از نظر كيفيت آب مصرفي براي كشاورزي ندارند. نتايج کلي تحقيق نشان مي‌دهد كه يكي از منابع عمده افزايش نيترات آبهاي زيرزميني منطقه پساب تصفيه خانه فاضلاب شاهين‌شهر مي‌باشد.

لاله زاري (1388) هدررفت منابع آب و تأثير آن بر افزايش غلظت نيترات را مورد بررسي قرار داده و تأثير حجم آب برگشتي به زمين‌هاي تحت آبياري بر افزايش غلظت نيترات در دشت شهركرد تحليل نموده است. بدين منظور ميزان برداشت و تخمين نفوذ حاصله از 11 محدوده كشاورزي برآورد و با غلظت نيترات منطقه در دو فصل تابستان و زمستان، مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهد در فصل تابستان، در 9 گروه از نمونه‌ها، غلظت نيترات با ضريب همبستگي 85/0 با حجم آب برداشتي مرتبط بوده و اين همبستگي در فصل زمستان به 028/0 كاهش يافته است.

کريمي (1387) آلودگي آبهاي زيرزميني و سطحي ناشي از استفاده از كودهاي ازته در كشت و عملكرد گياه چغندرقند را مورد بررسي قرار داده است اين پژوهش با هدف بررسي رژيم‌هاي آبياري و سطوح نيتروژن در تعيين ميزان نيتروژن مناسب براي حداكثر عملكرد ريشه و شكر و نيز كارايي مصرف آن در چغندرقند، به روش آبياري سطحي در قالب طرح آماري كرت‌هاي خرد شده بلوك كامل تصادفي با دو فاكتور مقدار آب در 4 سطح (40، 80، 120، و 160 درصد تبخير از سطح تشتك كلاس A) و مقدار ازت در 4 سطح شامل (نمونه شاهد، 90، 180 و 270 كيلوگرم در هكتار ازت از منبع اوره) و در سه تكرار انجام گرفته است. نتايج نشان داده عملكرد ريشه، شكر و كل ماده خشك و نيز كارايي مصرف نيتروژن تحت تاثير مقدار آب، مقدار نيتروژن و اثر متقابل آنها مي‌باشد.

شيرافروس و همکاران (1385) آلودگي آبهاي زيرزميني به وسيله كودهاي مصرفي كشاورزي در دشت قزوين را بررسي نمودند. در اين مطالعه غلظت‌هاي نيترات، فسفر و پتاسيم در آبهاي زيرزميني طي سالهاي ۱۳۸۲ و ۱۳۸۳ در چند منطقه با بافت‌هاي متفاوت خاك كه تحت كشت محصولات كشاورزي مي‌باشند اندازه‌گيري شده است. نتايج نشان مي‌دهد، غلظت نيترات در آبهاي زيرزميني مناطق مختلف مورد مطالعه در دامنه 18/11 تا 27/15 ميلي‌گرم بر ليتر در نوسان بوده، كه اين مقادير از مقدار مجاز توصيه شده توسط سازمان محيط زيست جهاني كه 10 ميلي‌گرم بر ليتر مي‌باشد بالاتر مي‌باشد. غلظت فسفر در دامنه 022/0 تا 027/0 ميلي‌گرم بر ليتر بوده و غلظت پتاسيم در دامنه 1 تا 14/1 ميلي‌گرم بر ليتر اندازه‌گيري شده كه از مقادير استاندارد جهاني توصيه شده پايين‌تر مي‌باشد. همچنين روند تغييرات غلظت اين عناصر در طول زمان مورد بررسي قرار گرفته كه اين روند در طول انجام تحقيق روند ثابتي نشان داده، كه به دليل پايين بودن سطح سفره آب زيرزميني در منطقه مي‌باشد و لذا زمان زيادي طول مي‌كشد كه اين عناصر به آبهاي زير‌زميني برسند.

شريعتي و همکاران (1386) مقادير نيتريت و فسفات در آبهاي زيرزميني شهرستان آستانه اشرفيه مورد تجزيه و تحليل قرار دادند. اين تحقيق به منظور تعيين مقدار نيتريت و فسفات در آبهاي زيرزميني آستانه اشرفيه كه جهت شرب توسط ساكنين مورد استفاده قرار مي‌گيرد و ارزيابي اثرات تخريبي نامتعادل كودها و ارائه راهكارهاي مناسب مديريت استفاده از كودها در تابستان سال 1385 صورت گرفته است. در اين تحقيق غلظت نيتريت و فسفات به روش استاندارد اسپكتروفتومتري در 29 حلقه چاه خانگي اندازه‌گيري شده و ارقام حاصله با استانداردهاي جهاني و ملي مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج مربوط به فسفات نشانگر آن است كه حداكثر غلظت اين آنيون در آب چاه‌ها 578/0 و حداقل آن 125/0 ميلي‌گرم بر ليتر مي‌باشد. مقايسه مقادير حاصله با استاندارد فسفات در آب آشاميدني نشانگر آن است كه در هيچ يك از چاه‌ها فسفات از حداكثر مجاز آب آشاميدني بيشتر نبوده است. نتايج مربوط به نيتريت نشانگر آن است كه حداكثر غلظت نيتريت در آب چاه‌ها 181/6 ميلي‌گرم بر ليتر و حداقل غلظت آن 054/0 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است. در تعدادي از روستاها نظير گورگا، پر كاپشت، كشل، تمچال، نازكسرا و كنچا غلظت نيتريت بالاتر از حد مجاز استاندارد آشاميدن مي‌باشد. براساس نتايج حاصله آب برخي از چاه‌ها كه در حال حاضر توسط روستاييان به مصرف شرب مي‌رسد، حاوي مقادير بالاتر از حد مجاز نيتريت است كه استفاده از آن جايز نمي‌باشد.

اکبري و همکاران (1387) اثر كاربري اراضي بر غلظت نيترات آب زيرزميني دشت ساري را بررسي نمودند در اين تحقيق به منظور شناخت و بررسي ميزان آلودگي نيترات آب زيرزميني دشت ساري و اثر نوع كاربري اراضي بر آن، منطقه مورد مطالعه به 5 بخش تقسيم شده و غلظت نيترات در 22 نقطه انتخابي، طي ماههاي بهمن، اسفند، ارديبهشت، تير، شهريور و مهر اندازه‌گيري شده است. بررسي داده‌ها با استفاده از طرح كرت‌هاي خرد شده در قالب طرح كاملاً تصادفي با تكرارهاي نامساوي صورت گرفته و نتايج بدست آمده بيانگر معني‌دار بودن تغييرات ميانگين غلظت نيترات نسبت به منطقه و زمان نمونه برداري مي‌باشد (05/0>P). ميانگين غلظت نيترات از نظر زماني در ماه تير داراي حداكثر مقدار بوده و از نظر مکاني نوع پوشش و كاربري اراضي عامل ايجاد تغييرات است.

ميرانزاده و همکاران (1385) : به بررسي غلظت نيترات در آب چاه‌هاي تأمين كننده و شبكه توزيع آب شهر كاشان پرداختند اين تحقيق به روش توصيفي و به منظور بررسي غلظت نيترات در آب شبكه توزيع شهر كاشان در زمستان 1383 و تابستان 1384 انجام گرفته و تعداد 66 نمونه از آب چاه‌ها و 228 نمونه از نقاط مختلف شبكه به طور تصادفي برداشت و غلظت نيترات آن به روش اسپكتروفتومتري اندازه‌گيري شده است. نتايج تحقيق نشان مي‌دهد كه ميانگين غلظت نيترات در آب شبكه توزيع شهر كاشان در فصل زمستان 1383 برابر 2/13 ميلي‌گرم بر ليتر و در تابستان 1384 برابر 4/15 ميلي‌گرم بر ليتر و ميانگين غلظت نيترات در آب چاه‌ها در فصل زمستان 1383 برابر 1/17 و در تابستان 84 برابر 0/17 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است. همچنين اندازه‌گيري‌ها نشان مي‌دهد در 6 درصد از چاه‌هاي مورد آزمايش، مقدار نيترات مساوي يا بيشتر از حد استاندارد سازمان حفاظت محيط زيست و سازمان بهداشت بوده و از آنجا كه دفع فاضلاب در چاه‌هاي جاذب به مرور زمان ميتواند منجر به افزايش غلظت نيترات در آبهاي زيرزميني در سال‌هاي آينده شود. لذا بايستي در اجراي شبكه جمع‌آوري فاضلاب شهر كاشان تسريع گردد.

موسوي (1376) مطالعه‌اي بر آلودگي آبهاي زيرزميني حاشيه زاينده رود انجام داد و به اين نتيجه رسيد که يون نيترات در دو چاه از مجموع 24 چاه مورد نمونه برداري بسيار بيشتر از بقيه چاه‌ها 2/16 و 7/29 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است. همچنين از لحاظ کل جامدات محلول و هدايت الکتريکي, آب بسياري از چاه‌ها در وضعيت نامطلوبي قرار داشته‌اند. منابع اصلي آلودگي در آبهاي زيرزميني حاشيه زاينده رود, تخليه فاضلاب‌هاي صنعتي و شهري به زاينده رود و مصرف زياد آب‌, کودهاي شيميايي و سموم دفع آفات در مناطق کشاورزي اطراف رودخانه تشخيص داده شده است.

ويليامز و همکاران (1998) در تحقيقي درباره کيفيت آب زيرزميني در يک حوزه آبخيز در کاليفرنيا به اين نتيجه رسيدند که مقدار نيتروژن نيتراتي در آب 42 درصد از چاه‌هاي مورد نمونه برداري، بيشتر از حد استاندارد اداره حفاظت محيط زيست آمريکا (10 ميلي‌گرم بر ليتر نيتروژن نيتراتي) بوده است که اين آلودگي بيشتر در اثر فعاليت‌هاي انساني ايجاد شده است.

کلاسيوس و همکاران (1988) در مطالعه‌اي نشان دادند که مقادير بيش از حد نيترات و آفت کش‌ها به ترتيب در 43 و 33 درصد از حدود 500 چاه مورد آزمايش در مينسوتا وجود دارد‌. برطبق اين مطالعات‌, غلظت نيترات از دهه 1960 همواره رو به افزايش بوده است و در بعضي چاه‌ها مقدار نيتروژن نيتراتي از مقدار استاندارد فراتر بوده است.

مولر و همکاران (1995) به اين نتيجه رسيدند که غلظت‌هاي نيتروژن نيتراتي در 21 درصد نمونه‌هاي جمع آوري شده از زمين‌هاي کشاورزي در ايالات متحده آمريکا از 10 ميلي‌گرم بر ليتر که بيشترين مقدار مجاز از نظر سازمان حفاظت محيط زيست مي‌باشد، فراتر بوده است.

استين هيمر و همکاران (1998) به مطالعه نحوه حرکت مواد شيميايي کشاورزي و انتقال به آبهاي زيرزميني و همچنين توزيع نيترات در مزرعه‌هاي تحت کشت ذرت واقع در منطقه جنوب غربي ايالت آيواي آمريکا پرداخته و به اين نتيجه رسيدند که غلظت نيترات در منطقه غير اشباع خاک بين ژانويه 1989 و دسامبر 1991، از کمتر از 10 ميلي‌گرم بر ليتر به بيشتر از 80 ميلي‌گرم بر ليتر و غلظت‌هاي آب چاه هم از کمتر از 5 ميلي‌گرم بر ليتر در سال 1972 به بيشتر از 60 ميلي‌گرم بر ليتر در سال 1994 رسيده است. همچنين مشابه مطالعات 25 سال اخير (غلظت نيترات در آب زيرزميني منطقه در زير پوشش جنگل، مرتع و علفزار که يا کوددهي نشده و يا به مقدار کم انجام شده کمتر از 2 ميلي‌گرم بر ليتر، در حالي که در مزارع کشاورزي و توليد دام معمولاً بيشتر از 10 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است و ممکن است تا بيشتر از 100 ميلي‌گرم بر ليتر هم برسد)، رابطه مستقيمي بين غلظت نيترات درآب زيرزميني و مقدار کاربرد کودهاي نيتروژن‌دار بدست آوردند [98 و 164].

کانوار و همکاران (1995) در تحقيقي در ايالت آيواي آمريکا درباره اثر مديريت کود, شخم و کاشت بر مقدار نيترات در آبهاي زيرزميني به اين نتيجه رسيدند که با کاهش کاربرد کود نيتروژن‌دار تا 112 کيلوگرم در هکتار, مقدار غلظت نيترات در آب زيرزميني کم عمق کاهش مي‌يابد‌. همچنين استفاده از آزمون نيتروژن خاک در آخر بهار و تغيير مقادير کوددهي نيتروژن بر پايه آن‌, کمترين غلظت‌هاي نيترات در آب زهکشي زير سطحي را در هر دو تيمار بدون شخم و شخم چيزل در مقايسه با کاربرد کود خوکي يا مقدار 112 کيلوگرم در هکتار نيتروژن بصورت يکدفعه‌, نتيجه داده است.

فنلون و مور (1998) در بررسي انتقال مواد شيميايي کشاورزي به آب‌هاي سطحي و زيرزميني در يک حوزه آبخيز در ايندياناي مرکزي آمريکا, مشاهده کردند که جريان زهکش مزارع کشاورزي داراي غلظت‌هاي زياد نيتروژن نيتراتي (در حدود 23 ميلي‌گرم بر ليتر) است و بر اساس مطالعات قبلي صورت گرفته توسط ديگر محققين دليل آنرا غلظت‌هاي زياد نيترات در ناحيه غني از اکسيژن خاک [110] و آب زيرزميني کم عمق در زير مزارع تحت کوددهي [90] تشخيص دادند. همچنين بيان کردند که غلظت نيترات در زهکش‌ها تابعي از عمليات کوددهي‌, رطوبت خاک، نوع خاک، بارندگي، سطح آب زيرزميني و نوع محصول است.

وو و بابکوب (1999) در بررسي اثر مديريت کشت بر پتانسيل آلودگي آبهاي زيرزميني به نيترات با بهره‌گيري از سيستم اطلاعات جغرافيايي و مدل سازي به اين نتيجه رسيدند که هر دو تيمار بدون خاکورزي و کم خاکورزي غلظت نيترات در رواناب را کاهش داده ولي آبشويي نيترات را افزايش مي‌دهند و آبياري هميشه باعث رواناب و آبشويي بيشتر مي‌شود. همچنين پيشنهاد کردند که آزمون نيتروژن خاک مي‌تواند در مناطق با خطر زياد، باعث کاهشي معني‌دار در رواناب و آبشويي نيترات شود.

توث و فاکس (1998) در مطالعه اثر تناوب ذرت – يونجه بر آبشويي نيترات به اين نتيجه رسيدند که غلظت متوسط نيتروژن نيتراتي آبشويي شده در کشت يونجه حدود 3 ميلي‌گرم بر ليتر ولي در مورد کشت مداوم ذرت 15 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است. در کل غلظت نيترات آبشويي شده تحت کشت يونجه يک چهارم تا يک پنجم همان مقادير تحت کشت ذرت مي‌باشد. اين تحقيق نشان مي‌دهد که وارد کردن يونجه در تناوب مي‌تواند باعث کاهش قابل ملاحظه‌اي در مقدار آبشويي و خارج شدن نيترات از مزرعه و در نتيجه کاهش آلودگي آبهاي زيرزميني شود.

بورکارت و همکاران (1999) اثر خصوصيات فيزيکي خاک بر آلودگي نيترات در آبهاي زيرزميني را بررسي و بيان کردند که خصوصيات فيزيکي خاک شامل درصد رس، وزن مخصوص ظاهري، هدايت هيدروليکي و عمق آب زيرزميني نقش مهمي ‌در حرکت آب و در نتيجه انتقال نيترات دارند. در اين مطالعه خصوصيات فيزيکي خاک در حدود 19 درصد تغييرات غلظت نيترات در آبهاي زيرزميني را توجيه کرده است.

پاتني و همکاران (1998) در بررسي اثر تيمارهاي بدون شخم و شخم مرسوم در مزارع تحت کشت ذرت در انتاريوي کانادا بر کيفيت آب زيرزميني در اعماق مختلف به اين نتيجه رسيدند که غلظت متوسط نيترات در آب زيرزميني در روش خاک‌ورزي مرسوم بيشتر از بدون خاک‌ورزي است. همچنين در هر دو تيمار خاک‌ورزي غلظت نيتروژن نيتراتي در بيشتر از 80 درصد نمونه‌هاي آب از سه عمق 2/1، 8/1 و 3 متري و 18 درصد نمونه‌ها از عمق 6/3 متري، بيشتر از حد مجاز براي آشاميدن (10 ميلي‌گرم بر ليتر) بوده است.
فن و پاث (1999) رفتار مکاني و زماني غلظت نيترات در جريانات سطحي در اطراف شهر لوس آنجلس آمريکا را بررسي و به اين نتيجه رسيدند که غلظت‌هاي زياد نيترات (در حدود 23 ميلي‌گرم بر ليتر) بعد از بارندگي‌هاي زياد در زمستان اتفاق مي‌افتد. به نظر آنها منشأ نيترات، فعاليت‌هاي کشاورزي در منطقه و آلودگي هواي لوس آنجلس به گازهاي نيتروژن‌دار بوده است.

استيتس و کرافت (2000) در بررسي کيفيت آب زيرزميني در زمين‌هاي صيفي‌کاري شده واقع در دشت‌هاي مرکزي آمريکا, بيان کردند که متوسط غلظت نيتروژن نيتراتي 21 ميلي‌گرم بر ليتر بوده و بيشتر چاه‌هاي منطقه داراي غلظت بيشتر از 10 ميلي‌گرم بر ليتر (حد مجاز براي آب آشاميدني) مي‌باشند که در مقايسه با چاه‌هاي زمين‌هاي باير بالادست که داراي غلظت متوسط نيتروژن نيتراتي 1 ميلي‌گرم بر ليتر هستند نشان مي‌دهد فعاليت‌هاي کشاورزي به عنوان يک پارامتر موثر بر آلودگي آبهاي زيرزميني مطرح مي‌باشد.

هانسن و همکاران (2000) در بررسي اثر استفاده از يک پوشش گياهي کمکي براي جلوگيري از آبشويي نيترات در فاصله بين برداشت محصول تا کاشت بعدي در بهار به اين نتيجه رسيدند که بطور متوسط در تيمار استفاده از پوشش گياهي (Lolium Perenne L.)، مقدار آبشويي 14 کيلوگرم نيتروژن در هکتار در سال بيشتر از تيمار بدون استفاده از آن بوده است که دليل آنرا اضافه شدن مواد آلي به خاک توسط اين پوشش و افزايش کاني شدن عنوان کردند.

کار و همکاران (2001) با رديابي نيتروژن به اين نتيجه رسيدند که استفاده بسيار زياد از کود خوکي در دشت‌هاي ساحلي کاروليناي شمالي آمريکا، باعث افزايش آبشويي و انتقال نيترات و آلوده شدن آبهاي زيرزميني مي‌شود [128]. براي مثال غلظت‌هاي متوسط سالانه نيتروژن نيتراتي در آب زهکش‌هاي زيرسطحي 5 تا 30 ميلي‌گرم بر ليتر بوده و در بعضي موارد حتي تا 100 ميلي‌گرم بر ليتر هم گزارش شده است [104 و 112 و 159].

اسپالدينگ و همکاران (1993 و 2001) در مطالعه آبشويي نيترات در اثر آبياري در ايالت نبراسکاي آمريکا به اين نتيجه رسيدند که تغيير سيستم از آبياري شياري مرسوم به آبياري باراني بطور معني داري باعث کاهش آبشويي نيترات و در نتيجه آلودگي آبهاي زيرزميني مي‌شود. غلظت نيتروژن نيتراتي در آب زيرزميني مزارع تحت آبياري شياري مرسوم حدود 30 ميلي‌گرم بر ليتر ولي در مزارع تحت آبياري باراني در حدود 13 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است.

محسني (1365) در تحقيقي غلظت نيترات در چاه‌هاي آب اطراف شاليزارهاي بابل تعيين نموده است و مشاهده گرديد بين مصرف کودهاي نيتروژن‌دار و آلودگي آبهاي زيرزميني به نيترات همبستگي مثبتي وجود دارد‌. در حدود 25 درصد از چاه‌هاي نمونه برداري شده آب آشاميدني شهر بابل داراي غلظت نيترات بيش از حد استاندارد بوده که مقدار حداکثر آن 66 ميلي‌گرم بر ليتر و متوسط آنها 2/40 ميلي‌گرم بر ليتر بوده است‌. به همين دليل‌, پخش سرک کود اوره جهت جلوگيري از آلودگي آبهاي زيرزميني پيشنهاد شده است.

جلالي و همکاران (1379) در ارزيابي غلظت نيترات در آبهاي زيرزميني همدان

پایان نامه
Previous Entries منابع و ماخذ پایان نامه مقدار خطا Next Entries منابع و ماخذ پایان نامه شهر اصفهان، استان اصفهان