سوبدجی و همکاران (۲۰۰۱) با بهره گرفتن از مدل LEACHN سرنوشت ازت و انتقال آن را تحت شرایط مدیریتی مختلف (زمان و میزان مصرف ازت) روی خاکهای شنی لومی و لومی رسی بررسی و شبیه‌سازی نمودند. نتایج نشان می‌دهد این مدل مقادیر نیترات در نیمرخ خاک و نیترات جذب شده توسط گیاه را با دقت بالایی برآورد نموده است.
سادک و همکاران (۲۰۰۲) از مدل DRAINMOD برای شبیه سازی انتقال نیترات در یک منطقه شنی به مدت ٣٠ سال استفاده کردند. مقایسه بین داده‌های اندازه‌گیری شده و متغیرهای شبیه سازی شده نشان می‌دهد که غلظت‌های نیترات در خاک و نیترات آبشویی شده به زهکش‌ها با مدیریت مناسب کوددهی، شرایط اولیه و عمق بارندگی و توزیع آن بستگی داشته و این مدل قادر به شبیه سازی در حد قابل قبول بوده است.

جئوپانی و همکاران (۲۰۰۶) در پژوهشی در اتحادیه اروپا و با بهره گرفتن از اطلاعات جمع آوری شده طی سال‌های ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۰ در این منطقه و توانایی مدل Ag-Pie (توسعه داده شده در محیط Gis) تأثیر آلودگی نیترات ناشی از فعالیت‌های کشاورزی را بر آب زیرزمینی و سطحی در مقیاس اروپایی ارزیابی نمودند. داده‌های خروجی مدل برازش مناسبی را با اطلاعات جمع آوری شده نشان داده است.
کوساپ و همکاران (۲۰۰۶) در تحقیقاتی در اسپانیا در یک پروژه آبیاری با نمونه برداری از ۴۹ چاه مشاهده‌ای و استفاده از مدل آب زیرزمینی BAS-A میزان آلاینده نیترات را در این منطقه بررسی کرده و از نتایج حاصل جهت واسنجی مدل استفاده کردند سپس با طرح سناریوهای مختلف نسبت به بررسی آنها اقدام گردید نتایج حاصله نشان می‌دهد که با افزایش راندمان آبیاری و پمپاژ از چاه‌ها می‌توان عمق آب زیرزمینی را افزایش داده و خطر آلودگی به نیترات را در منطقه مورد نظر کاهش داد.
ردیت و رود (۲۰۰۶) با بهره گرفتن از مدل RISK-N و MODFLOW به بررسی انتقال آلودگی نیترات در یک حوضه کم ارتفاع پرداختند. آنها با بهره گرفتن از ترکیب دو مدل ذکر شده و مقایسه نتایج با داده‌های صحرایی و لایسیمتری به این نتیجه رسیدند که مدل آنها توانایی قابل قبولی در تخمین میزان آبشویی نیترات در حوضه مورد نظر را دارد. بر اساس تحقیقات آنها بیش از ۸۰ درصد نیتروژن داده شده به زمین توسط فرایند نیترات زدایی از دست می‌رود.
سامرز و همکاران (۲۰۰۷) در تحقیقی برای محاسبه میزان آبشویی نیترات در حوضه ویلموت در جزیره پرنس ادوارد کانادا از روش توازن جرمی برای تخمین نیترات افزوده شده به آب‌های زیرزمینی استفاده نمودند. نتایج تحقیق نشان داده میزان آبشویی محاسبه شده با مقادیر واقعی اندازه‌گیری شده همبستگی مناسبی داشته و این روش توانایی تخمین مناسب میزان آبشویی نیترات را از خود نشان داده است.
ویگنالت و همکاران (۲۰۰۷) از مدل Help برای تخمین میزان آبشویی نیترات در جزیره پرنس ادوارد کانادا استفاده نموده و با بهره گرفتن از داده‌های آزمایشگاهی نسبت به واسنجی مدل اقدام نمودند آنها همچنین تأثیر تغییر اقلیم را بر میزان آبشویی بررسی نمودند. بر اساس پیش‌بینی مدل، مقدار نیترات وارد شده به آب زیرزمینی تا سال ۲۰۵۰ در حدود ۱۱ درصد افزایش خواهد یافت که بایستی تمهیدی در این خصوص به کار بسته شود.
محمدی و همکاران (۱۳۸۷) در تحقیقی با عنایت به این موضوع که شبکه‌های عصبی مصنوعی به علت خصوصیات منحصر به فرد خود دارای قابلیت بالایی در شبیه‌سازی روابط غیرخطی و پیچیده بوده‌اند، شبکه‌ای از نوع پرسپترون چند لایه با قانون یادگیری پس انتشار خطا برای بازیابی ارتباط غیرخطی مابین متغیرهای مستقل و وابسته طراحی نمودند تا به کمک آن تخمین هوشمند دبی متوسط ماهانه ورودی به سد قشلاق را مهیا نمایند. با مقایسه نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی مصنوعی و روش تجربی خوسلا، عملکرد مدل پیشنهادی ارزیابی و سنجیده شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داده که انطباق قابل قبولی مابین مقادیر پیش‌بینی شده با شبکه عصبی مصنوعی و داده‌های مشاهده‌ای وجود دارد. به نحوی که مدل شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی و روش خوسلا به ترتیب با حداقل خطای میانگین مربعات خطا (^[۱۳۰]RMSE) برابر ۴۹/۱ و ۸۸/۱۱ مقدار دبی متوسط ماهانه را پیش‌بینی کرده است.
اصغری مقدم و همکاران (۱۳۸۷) در مطالعه‌ای از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فرمول تجربی ارائه شده برای تعیین تعداد گره‌های میانی جهت تهیه مدل پیش‌بینی بارش دشت تبریز استفاده نمودند. در این مدل سازی از ۶ ساختار مختلف شبکه‌های عصبی مصنوعی استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده بهترین مدل از یک شبکه پیشرو با شش گره ورودی، یک گره خروجی، یک لایه میانی و الگوریتم لیوینبرگ مارکواردت (LM)^[131] حاصل شده است. همچنین نتایج نشان داده که با افزایش گره‌های میانی تا حد بهینه آن و نیز افزایش تعداد داده‌های ورودی مدل کارایی بالاتری خواهد داشت.
استاد علی عسکری (۱۳۸۸) در مطالعه‌ای به پیش‌بینی باران موثر با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی پرداخته و نتایج شبکه عصبی مصنوعی را با الگوی رگرسیونی بصورت نمایی بر مبنای مشاهدات میدانی مقایسه نمود که نتیجه آن بیانگر دقت بیشتر الگوهای ریاضی و طبیعی (شبکه‌های عصبی مصنوعی) نسبت به الگوهای ریاضی محض (رگرسیون) بوده است.
واسکوئز و همکاران (۲۰۰۲) بهینه‌سازی تخلیه فاضلاب‌ها را به آبهای سطحی با در نظر گرفتن آنالیز عدم قطعیت به روش الگوریتم ژنتیک انجام دادند. مقادیر انتخابی آنها برای جمعیت اولیه، ضریب ترکیب و ضریب جهش به ترتیب ۱۰، ۷۵/۰ و ۰۲/۰ بود و در نهایت دریافتند که حساس‌ترین ضریب، ضریب تنفس^[۱۳۲] بوده است.
چو و همکاران (۲۰۰۴) مدل‌سازی و بهینه‌سازی کیفی رودخانه یانگسن را نسبت به اثر فلزات سنگین ناشی از شهر کوانجو در این رودخانه مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که در کشور کره جنوبی انجام شده از روش الگوریتم ژنتیک برای کمینه نمودن هزینه تصفیه استفاده شده است. نتایج تحقیق عدد ۹۰ را برای تعداد جمعیت اولیه، ۸/۰ برای ضریب ترکیب و ۰۱/۰ برای ضریب جهش نشان داده است.
روش انجام تحقیق
۳-۱ معرفی منطقه مورد مطالعه (استان اصفهان)
۳-۲ انتخاب داده‌های پایه‌ای
۳-۳ مراحل تهیه شبکه عصبی مصنوعی
۳-۴ بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک
۳-۱ معرفی منطقه مورد مطالعه (استان اصفهان)
۳-۱-۱ جغرافیا و خصوصیات استان اصفهان
استان اصفهان با وسعتی حدود ۱۰۶۱۷۹ کیلومتر مربع, بین ۳۰ درجه و ۴۲ دقیقه تا ۳۴ درجه و ۳۰ دقیقه عرض شمالی و ۴۹ درجه و ۳۶ دقیقه تا ۵۵ درجه و ۳۲ دقیقه طول شرقی در مرکز ایران و در ناحیه خشک و نیمه خشک قرار دارد شکل (۳-۱). ارتفاع مناطق مختلف استان از کمتر از ۵۰۰ متر در شرق تا بیش از ۴۰۰۰ متر در غرب متغیر می‌باشد. میزان بارندگی سالانه از ۶۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر متغیر است که بیشترین بارندگی در مناطق مرتفع غربی و کمترین آن در نقاط کم ارتفاع و گرم شرق استان رخ می‌دهد [۲۴]. البته در چند سال اخیر این استان با خشکسالی شدید مواجه گردیده است. آب مورد نیاز برای آشامیدن، بخش کشاورزی و صنعت در این استان از آبهای سطحی و زیرزمینی می‌باشد [۲۶].
شکل (۳-۱) موقعیت استان اصفهان در نقشه کلی ایران
استان اصفهان با استانهای دهگانه همسایگی دارد ، از شمال به استان های مرکزی و سمنان از جنوب به استانهای فارس و کهکیلویه و بویر احمد از مشرق با استانهای یزد و خراسان و از مغرب به استانهای خوزستان و چهارمحال و بختیاری و لرستان محدود می شود شکل (۳-۲). از نظر وسعت, بعد از استانهای کرمان, سیستان و بلوچستان و فارس در رتبه چهارم قرار دارد. از مساحت کل استان، مساحتی حدود ده هزار کیلومترمربع را شن های روان و تپه های شنی و ریگزارهای ثابت و متحرک تشکیل می دهد، بطوری که محدوده وسیعی در شرق و شمال شرق استان و اطراف گاوخونی از ریگزارهای کوچک و بزرگی پوشانده شده است. بر اساس آخرین تقسیمات کشوری این استان شامل ۲۱ شهرستان، ۹۰ شهر، ۴۴ بخش و ۱۲۳ دهستان می باشد (شکل ۳-۳) و مرکز آن شهر تاریخی اصفهان است [۲۴].
شکل (۳-۲) نقشه موقعیت استان اصفهان نسبت به استانهای همجوار
۳-۱-۲ زمین شناسی استان اصفهان
بخش‌های مختلف کشور در طول زمان به دلیل تفاوت در روند تشکیل آنها، ویژگی‌های زمین شناسی متفاوتی نسبت به هم پیدا کرده و از هم متمایز می‌باشند. لذا هر منطقه ساختمانی که دارای وضع تکتونیکی، تاریخچه ساختمانی و رسوبی متفاوتی می‌باشد باید جداگانه مورد بحث قرار گیرد. منطقه مورد مطالعه بخشی از استان اصفهان می‌باشد که از نظر تاریخچه ساختمانی شباهت زیادی به ایران مرکزی داشته و دگر شیب‌های شدید دوران‌های مزوزوئیک و سنوزوئیک ایران مرکزی کم و بیش در این منطقه نیز دیده می‌شود. پیگیری و شناخت کلی رسوبات و تشکیلات زمین شناسی منطقه مزبور بر اساس ردیف سنی از دوران ماقبل تاریخ تا کنون ارائه می‌گردد.
شکل (۳-۳) نقشه موقعیت شهرستانهای استان اصفهان
دوران پر کامبرین
ایران طی دوران پرکامبرین حداقل تحت دو فاز دگرگونی قرار گرفته و پی سنگ اصلی آن ریخته شده است. این پی سنگ در نقاط محدودی نظیر ساغند، غرب زنجان، تکاب، ارومیه، مهاباد، مریوان، کاشمر، جندق، ترود، اسفندقه حاجی آباد گلپایگان، گرگان و ماسوله بیرون زدگی دارد. در زاگرس نیز این پی سنگ به صورت گنبدهای نمکی در سطح دیده می‌شود. پی سنگ دوران پرکامبرین ایران مرکزی از سنگ‌های زیر تشکیل شده است :
سری‌های دگرگون منطقه گلپایگان و موته
سنگ‌های آذرین داخل سری‌های دگرگون
سازند کهر که از کهن‌ترین سری‌های غیر دگرگون شمال موته و محلات است
سازند ائوکامبرین سلطانیه در شمال میمه و مورچه خورت
سازند زاگون که روی تشکیلات سلطانیه قرار می‌گیرد
دوران پالئوزوئیک
رسوب گذاری دوران اول در ایران با رخساره‌های قاره ای نظیر ماسه سنگ قرمز آغاز و با کوارتزیت سفید رنگ ادامه یافته و در کامبرین پایانی (بالایی) لایه‌هایی از دولومیت، شیل، آهک روی ماسه سنگ را می‌پوشاند. پس از اینفراکامبرین به دلیل حاکم بودن شرایط دریایی کم عمق و یکنواخت تادونین زیرین شواهد چینه شناسی خاصی دیده نمی‌شود. سازندهای عمده ای که از این دوران در عرصه ایران مرکزی دیده می‌شود عبارتند از :سازند لالون در جنوب ابیانه، سازند میلاد در بخش مرکزی منطقه و شمال موته و محلات.
دوران مزوزوئیک
فعالیت‌های مهمی از قبیل چین خوردگی، دگرشیبی، دگرگونی و ماگماتیسم طی دوران دوم در ایران رخ داده که منجر به اتفاقات زیر شده است :
- اتصال ایران به اورازی که به احتمال زیاد در تراس میانی اتفاق افتاده است.
- حوضه‌های رسوبی کپه داغ و زاگرس تشکیل شده و به حداکثر توسعه خود رسید.
- حوضه‌های زغال سنگ ایران در شرایط آب و هوای گرم این دوران تکوین یافت.
- پوسته قاره ای ایران دچار شکستگی‌های عمیق شد و در طول آنها اقیانوس تشکیل شد.
- سیمای مرفوتکتونیک فعلی ایران ترسیم شد.
سازندهای اصلی این دوران عبارتند از : سازند شتری از جنس دولومیت، آهک و گچ واقع در اطراف زفره تا قمصر کاشان و برزک، سازند نایبند از جنس شیل و ماسه سنگ در شیب جنوبی رشته کوه کرکس و شمال اصفهان تا میمه و موته، سازند شمشک از جنس شیل، ماسه سنگ و زغال که همراه با سازند نایبند از زفره تا محلات وسعت زیادی از منطقه مورد مطالعه را می‌پوشاند. در بیشتر نقاط بر روی این سازندها رسوبات آهکی کرتاسه به صورت کلاهکی قرار گرفته است. این رسوبات از قاعده به طرف بالاتر از واحدهای مجزا و متفاوتی به قرار زیر تشکیل شده‌اند که نقطه به نقطه از نظر تعداد واحدها و ضخامت لایه‌ها با هم تفاوت دارند [۱۲].
رسوبات کنگ لومرایی بنفش و ماسه سنگ قرمز رنگ قاعده کرتاسه
رسوبات دولومیتی زرد تا صورتی رنگ
لایه آهک ماسیف اربیتولین دار
واحد شیلی مارنی زردرنگ
آهک اربیتولین دار
آهک‌های سیلیسی خاکستری بسیار تیره تا سیاه
لایه شیل خاکستری
۸- آهک ماسه ای خاکستری تا سبزرنگ
۹- آهک‌های پلاژیک خاکستری روشن
دوران سنوزوئیک (ترشیاری)