نیترات ها مهم ترین آلوده کننده های غیر نقطه ای آب های زیرزمینی در اراضی کشاورزی به شمار می روند. نیترات حاصل از مصرف کودها با نفوذ عمقی آب از دست می رود. غلظت نیترات در آب زیرزمینی نیز به میزان نفوذ، میزان آلودگی، سرعت و جهت حرکت آب زیرزمینی و تحرک آن در آب زیرزمینی بستگی دارد. در این تحقیق، با به کارگیری روش های هوشمند شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان و مقایسه نتایج آن با مدل های modflow و رگرسیون چند متغیره و شبیه سازی زمین آماری ، الگوی پراکندگی نیترات در آب زیرزمینی دشت اراک واقع در استان مرکزی ارزیابی شده است. اطلاعات موجود نتایج نمونه گیری از 40 چاه آب منتخب موجود در سطح دشت و به مدت 4 بار در فصول مختلف سال از پاییز 1385 تا تابستان 1386 بوده است و میزان نیترات، ph، هدایت الکتریکی، کل جامدات محلول، فلزات سنگین، آهن، کلیفرم کل، bod و cod نمونه ها تعیین گردیده و در تابستان 1391 نیز به منظور صحت سنجی نتایج مدلسازی مجدداً اقدام به نمونه گیری از همان چاه ها شده است. همچنین با توجه به نیاز به شناخت سنگ بستر و تعیین نوع آبخوان، مطالعات ژئوفیزیک نیز انجام گرفته و تعداد 42 سونداژ ژئوالکتریک طراحی و اجرا شده است. سپس با استفاده از داده های میزان بارندگی دشت اراک و همچنین میزان تبخیر و نوع کشت کشاورزی، هدایت الکتریکی، دما، ph، اکسیژن محلول، کل مواد جامد محلول و سطح آب زیرزمینی(wl ) و با استفاده از مختصات چاه ها، مدل غلظت نیترات در آبخوان دشت اراک به عنوان تابعی از متغیرهای ورودی فوق به روش های شبکه عصبی، ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون چند متغیره مرحله ای به دست آمد. نتایج نشان می دهد که تخمین های بدست آمده از شبکه عصبی با بیش از 77 درصد همبستگی بین مقادیر پیش بینی شده با مقادیر مشاهده ای در مقایسه با 48 درصد همبستگی در روش رگرسیون چند متغیره و 65 درصد همبستگی در روش svr از انطباق بهتری با واقعیت های مشاهده ای برخوردار بوده و از این مدل می توان در تخمین غلظت نیترات در آبخوان دشت اراک استفاده نمود. هم چنین با انجام شبیه سازی زمین آماری به روش sgsim پراکندگی نیترات در دشت به صورت مکانی تخمین زده شده است. با استفاده از نتایج مدل سازی در دشت و انجام پیش بینی در دشت مشخص شد که غلظت نیترات در فصول پس از بارندگی از حالت منطقه ای به کل آبخوان گسترش یافته و هم چنین هاله آلودگی به سمت شرق و جنوب حرکت کرده و بر وسعت آن افزوده شده است. نتایج نمونه برداری های انجام شده در دشت در تابستان 1391 نیز صحت نتایج مدلسازی را تأیید نموده و با توجه به بالا بودن غلظت نیترات و برخی آلاینده های دیگر نظیر tds و ec لزوم توجه بیشتر به وضعیت آلودگی آبخوان را آشکار می نماید.