A multi-objective fuzzy pattern recognition model for assessing groundwater vulnerability based on the DRASTIC system

More and more problems with groundwater come from the increasing industrialization and the growing waste problem. The DRASTIC model has been used as a valuable tool in many parts of the world for assessing the vulnerability of groundwater. In the DRASTIC system, however, factors that influence groundwater must be divided into ranges and then be given ratings according to whether or not their values can be directly measured. The system may give the same range and rating to those having obviously different values. As a result, DRASTIC may be unable to actually reflect the difference between factors and hydrogeological settings. In fact, there exists a transition from the easiest to be polluted to the most difficult to be polluted so that vulnerability of groundwater is of a fuzzy nature and therefore fuzzy sets theory can be used to assess the vulnerability of groundwater. In this paper, a multi-objective fuzzy pattern recognition model for assessing the pollution potential of groundwater is presented. It is compared with the DRASTIC model in a case study. It is shown that the fuzzy pattern recognition model can take the fuzziness into account more efficiently in the process of evaluating the vulnerability of groundwater. Un modèle multiobjectif flou de reconnaissance de structure pour évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines Résumé On rencontre dans les eaux souterraines de plus en plus de problèmes dus à l'industrialisation croissante et à la multiplication des déchets. Dans de nombreux pays, le modèle DRASTIC s'est révélé être un outil pertinent pour évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines. Cependant, dans le système DRASTIC, les différents facteurs influençant les eaux souterraines doivent être répartis en classes et un coefficient doit leur être attribué selon qu'il est ou non possible de mesurer directement leur valeur. Il est possible que la même classe et que le même coefficient soient attribués à des facteurs qui sont de toute évidence différents et le système DRASTIC peut donc se révéler incapable d'établir concrètement des différences qui s'imposent. En fait il existe une transition entre faible et forte vulnérabilité et la vulnérabilité apparaît comme relative, ce qui justifie l'utilisation de la théorie des ensembles flous pour évaluer la vulnérabilité des eaux souterraines. Dans ce papier, nous présentons un modèle multiobjectif flou de reconnaissance de structure en vue d'évaluer un potentiel de pollution des eaux souterraines. Ce modèle a été comparé au modèle DRASTIC dans le cadre d'une étude de cas. On a pu montrer que, dans le processus d'évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines, le modèle multiobjectif flou prend mieux en compte les incertitudes.