Evaluation of the Spatial Variability of Groundwater Quality Factors in The Dezful Plain Using Geostatistics Methods

Subject Areas : Article frome a thesis

A. Adib ¹ , R. Zamani ²

1 - دانشیارگروه مهندسی عمران- آب، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران
2 - دانشجوی دکتری منابع آب، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران.

Received: 2016-03-02 Accepted : 2016-03-02 Published : 2016-02-20

Keywords: Geostatistics, Groundwater, Quality zoning, the Dezful plain,

Abstract :

Evaluation of changes in groundwater quality and sustainable management of water resources is of crucial importance in plains. In this regard, the importance of information about the quality of groundwater for various uses is time-consuming and expensive involving data collection. The survey of conventional estimators to find the best parameters, through which other parameters can be derived at lower costs, is essential. In this study, the data collected from 94 production wells in the Dezful Plain, namely: SAR, Na, Ca, TDS, Ec and TH, are used to check the status of the groundwater quality of the plain and select the best procedure for estimating the parameters studied by geostatistial methods. The results indicated that the Cokriging method with the Gaussian variogram and cross variogram models were the best geostatistical based on the highest R² and lowest NMAE and NRMSE. These parameters were then employed to prepare a map showing the water quality in the specified zone. The results of the zoning maps indicate that the quality of groundwater resources in parts of the southeastern and eastern regions of the plain is not satisfactory for drinking and irrigation.

References:

1. ایزدی، ع.، م. دلقندی، ع. هوشمند، و م. فراستی. 1390. برآورد مکانی نسبت جذب سدیم (SAR) و میزان کلر آب زیرزمینی منطقه بوکان با استفاده از روشهای زمین آمار. مجله علوم و مهندسی آبیاری. 34: (2) 11-20.


2. رحیم سوری، ی.، ع. یعقوب پور، و س. مدبری. 1390. هیدروژئوشیمی و بررسی کیفیت آب چشمه ها و آبهای آشامیدنی روستاهای واقع در حوضه آبخیز رودخانه آغ دره، شمال باختر تکاب، استان آذربایجان غربی. فصلنامه علوم زمین. 82: 77-82.


3. رضایی، م.، ن. دواتگر، خ. تاجداری، و ب. ابولپور. 1389. بررسی تغییرات مکانی برخی شاخصهای کیفی آبهای زیرزمینی استان گیلان با استفاده از زمین آمار. نشریه آب و خاک. 932:24-941.


4. زمانی، ر. 1391. کاربرد روش ترکیبی زمین آمار و شبکه عصبی بهینه شده با روش ژنتیک الگوریتم در میانیابی سطح آب زیرزمینی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، 151 صفحه.


5. صاحب­جلال، ا.، ف. دهقانی، و م. طباطبایی­زاده. 1392. تغییرات زمانی و مکانی فراسنجهای کیفی آبهای زیرزمینی با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ (مطالعه موردی: دشت بهادران مهریز). مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. (65)17: 51-61.


6. محمدی، ج. 1385. پدومتری: آمار مکانی. انتشارات پلک، 454 صفحه. 


7. محمدی، م.، م. محمدی قلعه نی، و ک. ابراهیمی. 1390. تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت قزوین. مجله پژوهش آب ایران. 8: 41-52.


8. مدنی، ح. 1374. مبانی زمین آمار. انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، واحد تفرش، 668 صفحه.
   
   
   1. Al-Bassam, A.M., and Y.A. Al-Rumikhani. 2003. Integrated hydrochemical method of water quality assessment for irrigation in arid areas: Application to the Jilh aquifer, Saudi Arabia. J. Afr. Earth Sci. 36: 345-356.
   
   
   2. Amer, R., R. Ripperdan, T. Wang , and J. Encarnación. 2012. Groundwater quality and management in arid and semi-arid regions: Case study, Central Eastern Desert of Egypt. J. Afr. Earth Sci. 69: 13–25.
   
   
   3. Ayers, R.S., and D.W. Westcot. 1985. Water Quality for agriculture. FAO, Rome.
   
   
   4. Baxter, K.M., and L. Clark. 1984. The effects of effluent recharge on groundwater quality. Technical  Report 199, Water Research Center, United Kingdom, 189p.
   
   
   5. Chen, K.Y., C.S. Young, T.K. Jan, and N. Rohatgi. 1974. Trace metals in Wastewater effluent. Water Pollu. Cont. Fed. 46: 2663-2675.
   
   
   6. Currie, J.C. 1998. Water and environment. New York: E. Harvad.
   
   
   7. Foppen, J.W.A. 2002. Impact of high-strength wastewater infiltration on groundwater quality and drinking water supply: The case of Sana'a, Yemen. J.  Hydrol. 263(1-4): 198-216.
   
   
   8. Gunduz, O., C. Simsek, and A. Hasozbek. 2010. Arsenic pollution in the groundwater of Simav Plain, Turkey. Its impact on water quality and human health. Water, Air, & Soil Pollut. 205: 43- 62.
   
   
   9. Hoek, W.V.D., F. Konradsen, J.H.J. Ensink, M. Mudasser, and P.K. Jensen. 2001. Irrigation water as a source of drinking water: Is safe use possible?  Tropical Medi. Int. Health. 6: 46-54.
   
   
   10. Isaaks, E.H., and R.M. Srivastava. 1989. An Introduction to applied geostatistics. Oxford University Press, New York, 541p.
   
   
   11. Jamshidzadeh, Z., and S.A. Mirbagheri. 2011. Evaluation of groundwater quantity and quality in the Kashan Basin, Central Iran. Desalin. 270:23–30.
   
   
   12. Price, R.M., J.W. Fourqurean, and P.K. Swart. 2006. Geochemical evidence of brackish ground water discharge to coastal freshwater.  Geol. Soc. Am. Abst. 38: 103-112.
   
   
   13. Richards, L.A. 1954. Diagnosis improvement saline alkali soils. US Dep. Agric. Handbook No 60.
   
   
   14. Smith, J.W.N., B.W.J. Surridge, T.H. Haxton, and D.N. Lemer. 2009. Pollutant attenuation at the groundwater–surface water interface: A classification scheme and statistical analysis using national-scale nitrate data. J. Hydrol. 369(3-4): 392–402.
   
   
   15. Su, S., D. Li, Q. Zhang, R. Xiao, F. Huang, and J. Wu. 2011. Temporal trend and source apportionment of water pollution in different functional zones of Qiantang River, China.  Water Res. 45: 1781-1795.
   
   
   16. World Health Organization. 2011. Guidelines for drinking-water Quality. World Health Organization: fourth edition.
   
   
   17. Yidana, S.M. 2010. Groundwater classification using multivariate statistical methods: Southern Ghana. J. Afr. Earth Sci. 57: 455–469.
   
   

14.  Chica-Olmo, M., J.A. Luque-Espinar, V. Rodriguez-Galiano, E. Pardo-Igúzquiza, and L. Chica-Rivas. 2014 Categorical indicator Kriging for assessing the risk of groundwater nitrate pollution: The case of Vega de Granada aquifer (SE Spain). Sci. Total Environ. 470-471: 229-239.