بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت آبرفتی ارومیه با بکارگیری روش های آماری چندمتغیره و فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی

نویسندگان

1 بررسی کیفیت آب‌زیرزمینی دشت آبرفتی ارومیه با بکارگیری روش‌های آماری چندمتغیره و فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 کارشناس ارشد علوم اقتصادی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه

چکیده

بهره‌برداری بیش از حد از منابع آب‌زیرزمینی به دلیل افزایش شهرنشینی و فعالیت‌های کشاورزی و همچنین تأثیر تغییرات آب و هوایی، تغییرات هیدروشیمیایی آب‌های زیرزمینی شده است. این مطالعه بر روی کیفیت آب زیرزمینی و فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی (تکامل و منشاء) در دشت آبرفتی ارومیه، واقع در استان آذربایجان غربی، شمال غربی ایران صورت گرفته است. از نرم افزارهای SPSS و GIS جهت تحلیل داده‌ها استفاده گردید. براساس نمودار پایپر دو تیپ برای آب‌های زیرزمینی شناسایی شد که بر این اساس تیپ و رخساره‌ی 67 درصد نمونه‌ها بی‌کربناته کلسیک و 17 درصد نمونه‌ها بی‌کربناته منیزیک می‌باشد. همبستگی بی‌کربنات با پارامتر کل جامدات محلول (858/0=R)، کلر (86/0=R)، سولفات (885/0=R)، منیزیم (922/0=R)، کلسیم (819/0=R)، پتاسیم (532/0=R) و سدیم (756/0=R) می‌باشد. بررسی همبستگی‌ها بین عناصر و پارامتر کل جامدات محلول (5/0<R) نشانگر برهمکنش‌های ژئوشیمیایی مانند فرآیندهای اکسیداسیون-کاهش و تبادل یونی در نمونه‌های آب زیرزمینی می‌باشد. روش‌های تجزیه و تحلیل مؤلفه‌های اصلی و تحلیل خوشه‌ای سلسله مراتبی به منظور تعریف عوامل کنترل اصلی مؤثر بر هیدروشیمی دشت آبرفتی ارومیه نشان داد که نمونه‌های آب دارای تکامل‌های متفاوت از هم می‌باشند. سه خوشه در تحلیل خوشه‌ای، خوشه اول 7/17 درصد نمونه‌ها با میانگین کل جامدات محلول 2/1214 میلی‌گرم بر لیتر، خوشه دوم 6/31 درصد نمونه‌ها با میانگین کل جامدات محلول 9/697 میلی‌گرم بر لیتر (بیشترین کانی‌سازی) و خوشه سوم 6/51 درصد نمونه‌ها با میانگین کل جامدات محلول 6/431 میلی‌گرم بر لیتر (کمترین کانی‌سازی) به دست آمد. دو مؤلفه‌ی اصلی توسط روش آنالیز تحلیل عاملی استخراج شد که 6/75 درصد از کل واریانس را نشان می‌دهند. وجود کانی‌های تبخیری بخصوص ژیپس و هالیت، نفوذ آب شور دریاچه‌ی ارومیه، تبادل یونی و هوازدگی کانی‌های کلسیت و دولومیت منشأ عناصر در دشت آبرفتی ارومیه می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the quality of underground water in the alluvial plain of Urmia by using multivariate statistical methods and hydrogeochemical processes

نویسندگان [English]

  • Zahra Sheikhi Alman Abad 1
  • Hossein Pirkharrati 2
  • Hassan Rahmanpour 3
1 Investigating the quality of underground water in the alluvial plain of Urmia by using multivariate statistical methods and hydrogeochemical processes
2 Department of Geology, Faculty of Science, Urmia University, Urmia, Iran
3 Master of Economic Sciences, Faculty of Sciences, Urmia University
چکیده [English]

excessive exploitation of underground water resources due to increasing urbanization and agricultural activities, has led to a hadrochemical changes of underground water. This study was conducted on the quality of underground water and hydrogeochemical processes (evolution and origin) in the alluvial plain of Urmia, located in West Azarbaijan province, northwestern Iran. SPSS and GIS software were used for data analysis. Based on the Piper diagram, two types of groundwater were identified, according to which the type and facies of 67% of the samples are calcic bicarbonate and 17% of the samples are magnesic bicarbonate. The correlation of bicarbonate with total dissolved solids parameter is (R=0.858), chlorine (R=0.86), sulfate (R=0.885), magnesium (R=0.922), calcium (R=0.819), potassium (R=0.532) and sodium (R=0.756). Examining the correlations between elements and total dissolved solids parameter (R<0.5) indicates geochemical interactions such as oxidation-reduction and ion exchange processes in groundwater samples. The methods of principal component analysis and hierarchical cluster analysis in order to define the main control factors affecting the hydrochemistry of Urmia alluvial plain showed that the water samples have different evolutions. Three clusters were found in the cluster analysis, the first cluster was 17.7% of the samples with an average total dissolved solids of 1214.2 mg/liter, the second cluster was 31.6% of the samples with an average total dissolved solids of 697.9 mg/liter (the most mineralization), and the third cluster was 51.6% of the samples with an average total Dissolved solid of 431.6 mg/liter (the least mineralization). Two main components were extracted by the method of Principal Component analysis, which represent 75.6% of the total variance. The presence of evaporite minerals, especially gypsum and halite, infiltration of salt water from Urmia Lake, ion exchange and weathering of calcite and dolomite minerals are the sources of elements in the alluvial plain of Urmia.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urmia
  • groundwater
  • principal component analysis