کاربرد آنتروپی شانون در تعیین مؤثرترین پارامتر شیمیایی در کیفیت آب‌های سطحی (حوضه صوفی چای)

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

با توجه به کمبود منابع آب‌های سطحی در ایران توجه به کیفیت آب دارای اهمیت است. چون پایش و ارزیابی کیفیت آب‌های سطحی پرهزینه است یافتن روشی ارزان، آسان و نسبتاً دقیق بسیار مفید است. در این مطالعه، جهت سنجش کیفی آب از روش شاخص کیفیت آب (WQI) استفاده‌شد. به‌منظور پایش کیفی منابع آب سطحی و محاسبه شاخص کیفیت آب از داده‌های شش ایستگاه کیفیت‌سنجی حوضه صوفی چای وابسته به سازمان آب منطقه‌ای استان آذربایجان شرقی در دوره آماری 1391-1351 استفاده شد. برای تعیین پارامتر مؤثر بر کیفیت آب‌های سطحی در حوضه موردنظر از روش آنتروپی وزنی شانون استفاده گردید. بر اساس مقدار آنتروپی و وزن آنتروپی محاسباتی، پارامتر مؤثر در شش ایستگاه تازه کند، خرما زرد، اسفستانج، کهلیک‌درسی، مراغه و چکان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مؤثرترین پارامتر در این ایستگاه‌ها به ترتیب اسدیته (PH)، منیزیم (Mg)، کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی(EC) و بی‌کربنات ( HCO3) است. نتایج محاسبه شاخص کیفیت آب با استفاده از روش آنتروپی بیانگر کیفیت عالی آب‌های سطحی منطقه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of Shannon entropy in determining the most effective chemical parameter in surface water quality (Case study: Sofi Chay watershed).

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Akhoni Pourhosseini 1
  • Mohamad Ali Ghorbani 2
1 Post Graduate of Water Resources Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Because of scarcity of surface water, consideration of water quality is a very important issue in Iran. Surface water quality monitoring and assessment is very expensive and time consuming; Therefore, finding a cheap, simple, and relatively exact method which can predict water quality would be very useful. In this study, Water Quality Index was used for measuring water quality. In order to monitor surface water quality and calculating the water quality, the data of six quality survey stations in SofiChay watershed during the period 1972-2012 were used. To determine the influencing parameter on the surface water quality within the watershed, the Shannon weight entropy method was used. Based on the amount of Shanon entropy and the calculated entropy weight, the effective parameter was evaluated in six stations: Tazekand, khormazard, Esfestanaj, Kahlikdarasi, Maragheh, and Khekan. The results indicated influencing parameters at the stations studied are pH, Mg, TDS, EC, and HCO3 respectively. Calculating the water quality index through using Shannon entropy indicated excellent quality of surface waters of the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Entropy
  • Hadrochemical parameters
  • Quality
  • Surface water
  • Sofichay

Almasi A. and Yazdanbakhsh A. (2009). Public health comprehensive book. Medical Sciences Publications, first volume, Tehran [In Persian].

 

Asadi E. and Osoli S. (2010). SofiChay basin surface water quality assessment using water quality index. International conference on sustainable development, strategies and challenges with a focus on agriculture, natural resources, environment and tourism, Tabriz, Iran [In Persian].

 

Chen S. (2015). Mining informative hydrologic data by using support vector machines and elucidating mined data according to information entropy. J. Entropy., 17, 1023 – 1041

 

Mogadam A., Tikhmadash Ghaleban M., and Esmaeli K. (2013). Investigation of temporal and spatial trend of water quality parameters in view of weather fluctuations using GIS Mashhad Plain. J. Soil Water, 20(3), 211-225 [In Persian].

 

Nosrati K., Derakhshi K., Ghara Chahi S., and Rahimi K. (2014). Surface water quality assessment Haraz-Gharehsou River basin using multivariate statistical techniques. Res. Earth Sci., 2(5), 4155 [In Persian].

 

Olyaie E., Banejad H., Samadi M.T., Rahmani A.R. and Saghi M. H. (2010). ANN predictable performance evaluation of qualitative parameters (BOD and DO) water Hamadan Morad Beik River. J. Soil Water, 20(3), 199-210 [In Persian].

 

Rahmani A., Samadi M. T. and Heydari V. M. (2008). Water quality assessment of rivers in the plain of Hamadan - spring for irrigation on the Vikoks diagram. J. Biotechnol. Agricul., 8(1), 27-36 [in Persian].

 

Salajageh A. S., Rezvanzadeh N. A., Khorasani M. and Hamidifar V. S. (2011). Land use changes and its effects on quality of river water. J. Ecol., 37(57), 81-86 [in Persian].

 

Samadi M., Saghi M., Rahmani A. and Torabzade H. (2009). Zoning water quality of the river valley and enjoying NSFWQI Moradbeyg Hamadan based on Geographic Information System. Sci. J. Hamadan Univ. Med. Sci. Health Serv., 16(3), 38-43 [In Persian].

 

 Shyu G-S., Cheng B-Y., Chiang C-T., Yao P-H. and Chang T-K. (2011). Applying factor analysis combined with kriging and information entropy theory for mapping and evaluating the stability of groundwater quality variation in Taiwan. Int. J. Environ. Res. Public Health, 8, 1084-1109.

 

Soleymani M., Vali A., Gazavi R. and Saeedi H. (2013). Routing analysis and chemical water quality parameters (Case Study: Cham River Khorramabad. J. Irrigation Water, 12(3), 95-106 [In Persian].

 

Wu J. P., Li H. and Qian M. (2011). Groundwater quality in Jingyuan County a semi-humid area in northwest China. J. Chem., 8(2), 787-793.

 

Yue L. P., Hui Q. and Jian-Hu W. (2011). Application of Set Pair Analysis Method Based on Entropy Weight in Groundwater Quality Assessment a Case Study in Dongsheng City, Northwest China. J. Chem., 8(2), 851-858

 

Yue L. P., Hui Q., and Jian-Hu W. (2010). Groundwater quality assessment based on improved water quality index in Pengyang Country, Ningxia, northwest China. J. Chem., 7(S1), 209-216.