تحلیل مکانی و زمانی پارامترهای کیفی منابع آب زیرزمینی و سطحی دشت الشتر با روش ANOVA و مدل های زمین آماری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم آباد، خرم آباد

10.22084/nfag.2019.17446.1337

چکیده

کیفیت آب‌ها با توجه به طول مسیر طی شده و فراوانی مواد انحلالی در مسیر حرکت، متغیر است. لذا روش­های آماری و گرافیکی می‌تواند با میان­یابی مکانی جهت مدیریت منابع آب در هر منطقه، مدیران را کمک نماید. هدف از این تحقیق، بررسی کیفیت آب­های زیرزمینی و سطحی دشت الشتر برای شرب و کشاورزی است. بدین منظور طی سال­های 1386 تا 1396 از 18 نقطه، نمونه­برداری پارامترهای EC، TDS، TH، pH، Hco3، کلر، سدیم، SAR و منیزیم انجام شد و مورد بررسی قرار گرفت. برای مقایسه تیمارها از تجزیة واریانس ANOVA و آزمون مقایسه میانگین دو نمونه مستقل استفاده شد. کلاس‌بندی آب آبیاری و شرب  نیز با کمک نمودارهای ویلکاکس و شولر مشخص شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین پارامترهای سدیم، اسیدیته، بی­کربنات و SAR در دو ایستگاه کهریز و شاهد در طول ده سال تفاوت معنی­داری وجود دارد. هم­چنین تمامی نمونه­ها از نظر کیفیت آبیاری برای مصارف کشاورزی مناسب هستند و براساس نمودار شولر منابع آب منطقه برای شرب مناسب است. ارزیابی روش­های میانیابی روی دو شاخص مهم کیفیت آب­های زیرزمینی هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم انجام شد. بررسی مدل­های مختلف نشان داد که روش IDW با توان ۲ بهترین روش بوده بطوری­که برای دو پارامتر، میانگین خطا و مجذور میانگین خطا به ترتیب مقادیر 03/0، 17/0 و 001/0، 001/0 بدست آمد. هم­چنین پهنه­بندی­ها مکانی و زمانی نشان داد که دو متغیر در ابتدا و انتها دوره­ی ده ساله تغییر محسوسی نداشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial and Temporal Analysis of Groundwater and Surface Water Quality Parameters of Al-Shater Plain by ANOVA and Statistical Models

نویسندگان [English]

  • M. Sadeghi
  • H. R. Babaali
چکیده [English]

The quality of water varies according to the length of the path and the frequency of liquidation in the direction of movement. Therefore, statistical and graphical methods can help administrators by locating space for managing water resources in each region. The purpose of this research is to investigate the quality of groundwater and surface water of al-Shater Plain for drinking and agricultural purposes. For this purpose, from 2007 to 2017, samples were taken from EC, TDS, TH, pH, HCO3, chlorine, sodium, SAR and magnesium parameters. For comparing the treatments, ANOVA analysis and mean comparison of two independent samples were used. The irrigation water classification was also identified with the help of the Wilcox chart. The results of analysis of variance showed that there is a significant difference between sodium, acidity, bicarbonate and SAR in two stations of Kahriz and control. The evaluation of interlinking methods was done on two important indicators of groundwater conductivity and sodium adsorption. Also, all samples are suitable for irrigation quality for agricultural use. The study of different models showed that IDW method with power 2 was the best method, so for two parameters, mean error and mean square error were 0.03, 0.17 and 0.001,0.001 respectively. Also, spatial and temporal zoning showed that the two variables at the beginning and the end of the ten-year period did not change significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Irrigation Water
  • Drinking water
  • Agriculture
  • Groundwater Quality and Surface Water
اسدزاده، ف.، شکیبا، س. و کاکی، م (1396) ارزیابی و تحلیل روند کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت عجبشیر برای مصارف کشاورزی. نشریه یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، دوره 11، شماره 21، 114-124.

اسدی، ن.، کاکی، م.، جمور، ر (1395). افت سطح آب زیرزمینی و شیوه برداشت جبران­گر در آبخوان دشت الشتر استان لرستان. مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال پنجم، شماره نهم،  107-126.

بهزادی کریمی، ح. امیدوار، ک (1396) تحلیل فضایی پارامترهای شیمیایی مؤثر در کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از تکنیک تحلیل عاملی و مدل‌های زمین‌آماری (مطالعۀ موردی: دشت بیضاء- زرقان). نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. جلد 8، شماره چهارم، 17-35.

پیری، ح. بامری (1393) بررسی روند تغییرات کمی سطح ایستابی منابع آب زیرزمینی با استفاده از زمین آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعة موردی: دشت سیرجان). نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 5 (1): 44-29.

جهانشاهی، ا.، دهواری، ع.، روحی‌مقدم، ع .، دلبری، م.،  آبکار، اقدر، ح.، محمدیاری، ف و بصـیری، ر (1393) پهنه­بندی کیفیت آب زیرزمینی از لحاظ شرب با استفاده از روش­های زمین­آمار مطالعه موردی: مناطق خشک مهران و دهلران اکوهیدرولوژی، جلد 1، شماره سوم، 166-153.

حسنی­پاک ع. ا (1377) زمین آمار)ژئواستاتیستیک) انتشارات دانشگاه تهران، 314 ص.

حسین‌زاده، م. یعقوبی، ا (1390) تغییرپذیری آب زیرزمینی با استفاده از ژئواستاتیک. مهندسی و دانش مدیریت آبخیزداری ایران. دوره 4، شماره 10، 68-63.

خدایی، ک. شهسواری، ع. ا. هاتفی، ب. هاتفی، ر (1384) پهنه‌بندی آسیب‌پذیری ذاتی آبخوان دشت جوین در مقابل آلودگی با استفاده از روش‌های Drastic و GODS کمیته تحقیقات شرکت سهامی آب منطقه‌ای خراسان.

صالحی، ح.، زینی‌وند ح (1393) بررسی کیفیت آب زیرزمینی برای شرب و کشاورزی و انتخاب مناسب­ترین روش میانیابی مکانی آن )مطالعه‌ی موردی: غرب شهرستان مریوان(. نشریه اکوهیدرولوژی، جلد 1، شماره سوم، 166-153.

صالحی، ح.، زینی­وند، ح و احمدی، ش (1393) ارزیابی کیفی آب­های زیرزمینی و انتخاب مناسب­ترین روش میانیابی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در شهرستان سقز. فصلنامه علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز .جلد 9، شماره بیست و سوم، 91-5.

طباطبائی، س. ح (1379) رفع آلودگی فلزات سنگین فاضلاب­های شهری با استفاده از ژئولیت­های طبیعی ایران، درس گروهی دکتری آبیاری و زهکشی. دانشگاه تهران، 82 ص.

طهماسیان، س.، خانی تملیه، ذ.، بهمنش، ج (1396) بررسی کیفیت آب­های زیرزمینی دشت خرم­آباد. مجله محیط زیست و مهندسی آب، دوره سوم شماره 4، 341-352.

عساکره، ح (1387) کاربرد روش کریجینگ در میانیابی بارش، جغرافیا و توسعه، شماره 12، 42-25.

فرید گیگلو، ب.، نجفی­نژاد، ع.، مغانی بیله سوار، و و غیاثی، ا (1392) بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه زرین گل استان گلستان. مجله پژوهش­های حفاظت آب وخاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، جلد 20، شماره دهم.

معانی­جو، م.، بارونی نجف­آبادی، ف.، خدابخش، س. و رحمانی، س (1396) بررسی هیدروژئوشیمیایی و ارزیابی کیفی آب رودخانه شاوور، شوش، استان خوزستان. نشریه یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، دوره 11، شماره 22، 1-10.

مهدوی، م (1378) هیدرولوژی کاربردی، جلد دوم، انتشارات دانشگاه تهران، 301 ص.

یزدان پناهی، ا.، اکبری، م. و بهرنگ منش، م (1397) آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین­آمار در بررسی تغییرات زمانی- مکانی پارامترهای کمی و کیفی دشت مشهد. نشریه ترویج و توسعه آبخیزداری، جلد 6، شماره بیستم، 51-79.

Davis, J. C (1973) Statistics and Data Analysis in Geology, John Wiley & Sons, New York. 550pp.

Dorgham, M. M. Abdel-Aziz, N. E., El-Deeb K., Okban M (2004) Eutrophication Problems in The Western Harbour of Alexandria. Egypt. Oceanologia, 46(1): 25-44.

Gibbs, R. J (1970) Mechanisms controlling world water chemistry, Science, 1090-1088: 170.

Hooshmand, A. Delghandi, M. Izadi, A. and Ali, K. H (2011) Application of kriging in spatial estimation of groundwater quality parameters, African Journal of Agricultural Research, 6(14): 3402-3408.

Nas, B (2009) Geostatistical approach to assessment of spatial distribution of groundwater quality. Polish Journal of Environmental Studying, 6: 1073-1082.

Sarukkalige, R (2012) Geostatistical analysis of groundwater quality in Western Australia. Engineering Science and Technology, an International Journal, 2(4): 790-794.

Schoeller, H (1964) La classification geochimique des eaux. LASH Publication no. 64, Gen. Assembly of Berkeley, 4: 16-24 pp.

Tikle, S. Saboori, M. J. and Sankpal, R (2012) Spatial distribution of ground water quality in some selected parts of Pune city, Maharashtra, India using GIS, J World Environment, 7(2): 281-286.

Tizro, T. A. Voudouris, Κ. andVahedi, S (2014) Spatial Variation of Groundwater Quality Parameters: A Case Study from a Semiarid Region of Iran. International Bulletin of Water Resources & Development. 1(3).

WHO (2006) The Guidelines: A Framework For Safe Drinking-Water. In: WHO. Editor.3rd ed. Guidelines for Drinking Water Quality. Geneva WHO Press, 6-8.

Wilcox, LV (1955) Classification and use of irrigation waters. USDA Circ. 969, Washington, DC.

Yidana, S, M, Ophori, D, Yakubo, B, B (2008) Groundwater Quality Evaluation for Productive Uses The Afram Plains Area Ghana.J. Irrig. And Drain. Engrg, 134 (2): 222-227.