ارزیابی کیفی و کمی آب‌های سطحی با استفاده از آنالیز آماری در رودخانه ازنا لرستان

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 دانشجوی دکتری زمین شناسی، گروه علوم زمین، دانشکده علوم، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 کارشناس ارشد آب منطقه ای لرستان، خرم آباد، ایران

چکیده

آلودگی آب در دهه‌های اخیر تهدیدی جدی برای انسان و اکوسیستم‌های طبیعی تلقی می‌شود به‌طوری که بررسی تغییرات کیفیت آب یکی از موضوعات مهم جهت استفاده بهینه از آن است. در این تحقیق به مطالعه آب رودخانه ازنا در ایستگاه هیدرومتری چم زمان به‌صورت دوره خشک ( فروردین تا شهریور ) و دوره مرطوب ( مهر تا اسفند ) پرداخته شد. به‌منظور بررسی کیفیت آب از نمودارهای پایپر، شولر، ویلکاکس و سری زمانی استفاده گردید. نتایج آب رودخانه ازنا در نمودار پایپر نشان دهنده تیپ آب‌های بی‌کربناته کلسیکی است. در رودخانه مورد مطالعه با توجه به نمودار شولر کیفیت آب از نظر شرب در حد خوب و قابل قبول ارزیابی شد. با توجه به مطالعات آماری، اعمال روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی بر داده‌ها موجب شد تا تعداد 11 مؤلفه اصلی برای داده‌ها تعیین شود، که سه مؤلفه اول با بیش از 70% تغییرپذیری، جامعه آماری را توجیه می-کنند. همچنین با توجه به نمودار خوشه‌ای رسم شده، نمونه‌ها در چهار خوشه شامل خوشه اول SO4-2 وpH ، خوشه دوم K+، خوشه سوم +Ca2 و در خوشه چهارم، TDS،EC ،Cl-،Mg2+ ،HCO3-،Na+ و TH قرار گرفتند. بیشترین میزان همبستـگی بین مجموع مواد جامد محلول و کلر مشاهـده شد. با توجه به سطح معنی‌دار 05/0 در آزمون کولوموگرف – اسمیرونف همه-ی یون‌های آب رودخانه ازنا دارای توزیع نرمال می‌باشد. آزمون آنالیز رگرسیون خطی کاتیون‌ها، آنیون‌ها و هدایت الکتریکی به‌عنوان متغیر وابسته در مقابل مجموع مواد جامد محلول به‌عنوان متغیر مستقل همبستگی بالایی بین TDS با EC و Cl نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Qualitative and quantitative evaluation of surface water using statistical analysis in Azna River, Lorestan

نویسندگان [English]

  • Artimes Ghassemi Dehnavi 1
  • Ramin Sarikhani 1
  • Seyedeh Hadis Hosseini 1
  • Zeinab Ahmadnejad 2
  • Behrouz Ebrahimi 3
1 Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Lorestan University, Khorramabad, Iran
2 PhD Scholar of Geology, Department of Earth Sciences, Faculty of Sciences, Tabriz University, Tabriz, Iran
3 Lorestan Regional Water Authority, Khoramabad, Iran
چکیده [English]

Water pollution in recent decades is as serious threat to the human and natural ecosystem so that assessing changes water quality are one of the most important topics for desirable use . In this investigation has been studied the Azna river quality in Chamzaman Hydrometric station that used for dry period (April to September) and wet period (October to March).To evaluate the water quality were used the Piper, Schoeller, Wilcox and time-series diagrams. Results water river Azna in Piper diagram indicative water type is calcic bicarbonates. In studied river, according to the graph Schuler is evaluated good and desirable for drinking. According to statistical studies, the methods of data analysis led to be determined 11 principal components for the data set, the first three components with more than 70% variability, statistical population interpret. Also according to the graph plotted cluster the samples is plotted in four clusters contains: the first cluster SO4-2 and pH, second cluster K+,third cluster Ca2+ and in the fourth cluster TDS, EC, Cl-, Mg2+, HCO3-, Na+ and TH. The highest correlation between the total dissolved solid and chloride is observed. According to meaningful level of 0/05 in Kolmogorov – Smirnov, all ions of Azna River have normal distribution. Linear regression analysis of cations, anions and electrical conductivity as the dependent variableversus of total dissolved solids as the independent variable show high correlation between TDS with EC and Cl.

کلیدواژه‌ها [English]

  • PCA
  • linear regression
  • main components
  • cluster correlation
Akter M., Sikder T. and Atique Ullah A. K. M. (2014). Water quality assessment of an industrial zone polluted aquatic body in Dhaka, Bangladesh. Am. J. Environ. Protec., 3(5), 232-237. 
 
Asghari Moghaddam A., Gharabegloo L., Naderi A. and Tahmasebi A. (2007). Studies hydrochemical plains of Salmas and how it relates to the lake Orumieh. Regional Conference of Groundwater. Islamic Azad University Behbehan Unit [In Persian]. 
 
Bouwer H. (1978) Groundwater hydrology. McGraw Hill, Inc. 
 
Bu, H.. X. Tan, S. Li and Q. Zhang. (2010). Temporal and spatial variations of water quality in the Jinshui River of the South Qinling Mts., China. Ecotoxicol. Environ. Safety., 73, 907-913. 
 
Deutsch W. J. (1997) Groundwater geochemistry: Fundamental and application to contamination. Levis Pub., New York. 
 
Emamgholizadeh S., Fathimoghadam M. and Ma'rofpur A. (2006). Study quality water river Kandak located in Khuzestan in terms of consumes for agriculture. Proceeding of national conference networks management irrigation and drainage. Volume 3. Shahid Chamran University [In Persian]. 
 
Fan X., B. Cui, H. Zhao, Z. Zhang and H. Zhang. (2010). Assessment of river water quality in Pearl River Delta using multivariate statistical techniques. Proc. Environ. Sci., 2, 1220-1234. 
 
Gu Q., Li J., Deng J., Lin Y., Ma L.,Wu C.,Wang K.and Hong, Y. (2015). Eco-environmental vulnerability assessment for large drinking water resource: A case study of Qiandao Lake Area, China. Front. Earth Sci., 9, 578–589. 
 
Guler C. Thyne G., D. McCray J. E. and Turner A. K (2002). Evaluation of graphical and multivariate statistical methods for classification of water chemistry data. Hydrogeol. J., 10, 455-474. 
 
Khamer Z., M. H. Mahmoudi Gharai., S. Omrani and A. Sayareh. (2011). Assess the quality of water resources in the mine area zar mountain. West Torbatheydariyeh. 4th Conference Iranian Society of Economic Geology [In Persian]. 
 
Lalozayy A. and Sadqy Panah V. (2012). Evaluate the chemical quality ground water in terms of agriculture in the watershed white springs city mahvelat(Khorasan Razavi). First national conference on climate change and food security Isfahan [In Persian]. 
 
Malina J. F. (1996). Water Resources Handbook, McGraw Hill, New York.; 8:1-49. 
 
Marsh T. J. and Lees M. L. (2003). Hydrological data UK: Hydrometric Register and Statistics. 1991–95: Institute of Hydrology and British Geological Survey report, Institute of Hydrology, MacLean Building, Crow Marsh. Gifford, Wallingford, OXON, OX10 8BB, UK. 
 
Oinam J, D. Ramanathan, A. L. and Jayalakshmi, S. G. (2012). Geochemical and statistical evaluation of groundwater in Imphaland Thoubal district of Manipur, India. J. Asian Earth Sci., 48: 136-149. Piper A. M. (1944). A graphical producer in the geochemical interpretation of water analysis. Trans. Am. Geophys. Union, 25, 6, 914-923. 
 
Poyraz B. and Taspinar F. (2014). Analysis, Assessment and Principal Component Analysis of Heavy Metals in Drinking Waters of Industrialized Region of Turkey. Int. J. Environ. Res, 8(4),1261-1270. 
 
Shokouhifar and M. Izadpanah Z. (2013). Evaluate relationship between TDS, EC, HCO3 and Cl with karun river discharge in cold and warm seasons of the year using regression analysis. The first national conference challenges of water resources and agriculture. Islamic Azad University of Khorasgan unit [In Persian]. 
 
Soleimani S. (2013). Analysis and routing indexes of chemical water quality, case study river Chamanjer Khorramabad. Quarterly scientific research engineering irrigation and water. No. XII, third year. 95106 [In Persian]. 
 
WHO. (2011). Guidelines for drinking water quality, 4th ed., Recommendations, World Health Organization, Geneva: pp. 1-4. 
 
Zhang B. Song X. Zhang Y. Han D. Tang C. H. Yu,Y. and Ma Y. (2012). Hydrochemical characteristics and water quality assessment of surface water and groundwater in Songnen plain, Northeast China. Water Res., 46, 2737-2748.