بررسی روند تغییرات پارامترهای شیمیایی کیفیت آب رودخانه تجن با استفاده از تحلیل مؤلفه‌اصلی و نرم افزار Aqua Chem
محورهای موضوعی :
آب و محیط زیست
سمیرا رهنما
1
,
نسرین سیاری
2
1 - کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.
تاریخ دریافت : 1396/05/16
تاریخ پذیرش : 1396/12/16
تاریخ انتشار : 1398/01/01
کلید واژه:
پاپیر,
رودخانه تجن,
شولر,
کیفیت آب,
PCA,
چکیده مقاله :
رودخانه‌ها از مهم‌ترین منابع آبی هستند که نقش مهمی در تأمین آب مورد نیاز فعالیتهای مختلف نظیر کشاورزی، صنعت و شرب دارند، لذا حفاظت و استفاده بهینه از منابع آبی یکی از اصول توسعه پایدار هر کشور محسوب می‌گردد. در این پژوهش، دادههای کیفی آب رودخانه تجن که یکی از مهم ترین منابع آبی استان مازندران به شمار می آید، طی سال های 1382 تا 1392 در دو ایستگاه کردخیل و سلیمان تنگه مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. جهت بررسی ساختار همبستگی و ارتباط میان متغیرها از تحلیل فاکتور اصلی بر مبنای روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA) و برای ارزیابی کیفیت آب و روند تغییرات پارامتر های کیفی آب رودخانه از نمودارهای پایپر و شولر استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل از PCA مشخص شد که برای کنترل کیفیت آب رودخانه، در ایستگاه کردخیل در 6 ماه اول سال به جز pH و در 6 ماه دوم سال به جز (SO42-، Q و pH) تمامی پارامترها در اولویت قرار دارند. در ایستگاه سلیمان تنگه در 6 ماه اول سال پارامترهای (EC، TDS، K+،-HCO3 و Ca2+) و در 6 ماه دوم سال پارامترهای (TDS، Cl-، Na+ و SAR) در اولویت قرار دارند. با توجه به نمودار پایپر تیپ کیفی شیمیایی آب رودخانه تجن در ایستگاه کردخیل و سلیمان تنگه از نوع بی‌کربنات- منیزیم-کلسیم می‌باشد. هم چنین بر اساس نتایج حاصل از دیاگرام شولر مشخص شد که آب این رودخانه در هر دو ایستگاه دارای کیفیت خوب بوده و برای شرب مناسب می‌باشد.
چکیده انگلیسی:
Rivers are the most important water resources that play an important role in providing the water needed for various activities such as agriculture, industry and drinking, so the conservation and optimal use of water resources is one of the principles of sustainable development in each country. In this research, water quality data of Tajan River, one of the most important water resources of Mazandaran province, was studied during two years from 2003 to 2013 in two stations of of Kordkheil and Soleyman Tangeh. To study of the correlation between variables, the Principal Component Analysis (PCA) and to investigate the water quality and the water qualitative parameters variation Piper and Schoeller diagram were used.Based on the results of the PCA, it was determined that for controlling river water quality, at the Kordkheil station in the first 6 months of the year except for pH and in the 6 months of the second year except for (SO42-, Q and pH), all parameters were prioritized. At the Soleyman Tangeh station, parameters (EC, TDS, K+, HCO3- and Ca2+) in the first six months of the year and the parameters (TDS, Cl-, Na+ and SAR) in the second 6 months of the year are the priorities. According to the Piper diagram, the chemical type of Tajan River water at Kordkheil and Soleyman Tangeh stations is Bicarbonate-Magnesium-Calcium. Also, based on the results of the Schuler diagram, it was found that the river water is good at both stations and is suitable for drinking.
Survey and Trends of Chemical Water Quality Parameters of Tajan River Water Quality Using Principal Component Analysis and Aqua Chem Software
منابع و مأخذ:
Chessman, B., Townsend, S., 2010. Differing Effects of Catchment Land use on Water Chemistry Explain Contrasting Behaviour of a Diatom Index in Tropical Northern and Temperate Southern Australia. Ecological Indicators, Vol. 10, Iss. 3, pp. 620-626.
کاشفیالاصل، مرتضی و همکاران، »لزوم مدیریت کیفیت رودخانه جاجرود»، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 1388، دوره 11، شماره 2، صص 119-129.
نخعی، محمد و همکاران، »ارزیابی کیفی آب رودخانه و سرشاخههای کارون در استان چهارمحال بختیاری»، فصلنامه زمین شناسی ایران، 1390، سال 5، شماره 20، صص 59-72.
سلیمانی ساردو، مجتبی و همکاران، »آنالیز و روندیابی پارامترهای کیفیت شیمیایی آب (مطالعه موردی: رودخانه چم انجیر لرستان)»، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 1392، شماره 12، سال 3، صص 95-106.
فرید گیگلو، بهنام و همکاران، »بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه زرینگل استان گلستان»، مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک، 1392، جلد 20، شماره 1، صص 77-95.
Bonilla, L., Mateo, P., 2004. Spatial and Temporal Change in Water Quality in a Spanish River. Journal Water Quality, Vol. 11, pp. 45-59.
Boyciouglu, H., 2008. Investigation of Temporal Trends in Hydrochemical Quality of Surface Water in Western Turkey. Bull, Environ, Contam, Toxial, Vol. 80, pp. 469-477.
Kauffman, G.J., Behden, A.C., 2010. Water Quality Trends (1970-2005) along Delaware Streams in the Delaware and Chesapeake Bay Watersheds. USA, Water Air Soil Pollut, Vol. 208, pp. 345- 375.
Bhardwaj, V., Singh, D.S., Singh, A.K., 2010. Water quality of the Chhoti Gandak River using principal component analysis, Ganga Plain, India. Journal of Earth System Science, Vol. 119, pp. 117-127.
Fan, X., Cui, B., Zhao, H., Zhang, Z., Zhang, H., 2010. Assessment of river water quality in Pearl River Delta using multivariate statistical techniques. Procedia Environmental Sciences. Vol. 2, pp. 1220-1234.
Zhang, Z.M., Wang, X.Y., Zhang, Y., Nan, Z., Shen, B.G., 2012. The Over Polluted Water Quality Assessment of Weihe River Based on Kernel Density Estimation. Procedia Environmental Sciences, Vol. 13, pp. 1271-128.
Janbazi, A., Gorjian Arabi, M.H., 2013. Investigation of Water Quality in KesilIian River Based on the Physical, Chemical and Hydrological Parameters. Journal of Wetland Ecobiology, Vol. 5, Iss. 16, pp. 63-74.
Miklanek, P., Martincova, M., Dosa, M., Pekarova, P., 2013. Long Term Trend of Water Quality in the Bela river. Die Bodenkultur, Vol. 64, Iss. 3-4, pp. 73-78.
Arain, M.B., Ullahb, I., Niazb, A., Shaha, N., Shahb, F., Hussaina, Z., Tariqc, M., Afridid, H.I., Baigd, J.A., Kazid, T.G., 2015. Evaluation of Water Quality Parameters in Drinking Water of District Bannu, Pakistan: Multivariate Study. Sustainability of Water Quality and Ecology, Vol. 3, Iss. 4, pp. 114-123.
Ishtiyaq, N., Anisa, K., Abdul, H., 2017. Evaluation of seasonal variability in surface water quality of Shallow Valley Lake, Kashmir, India, using multivariate statistical techniques. Pollution, Vol. 3, Iss, 3, pp. 349-362.
لویزه، ف، »بررسی منشا و میزان تمرکز آلایندههای فلزی سنگین در حوضه آبریز رودخانه های تالار، تجن، نکارود»- بیست و یکمین گردهمایی علوم زمین شناسی سازمان زمین شناسی کشور، 1384، ایران.
صداقت، محمود، »زمین و منابع آب (آبهای زیرزمینی) »، انتشارات دانشگاه پیام نور، 1388، 287 ص.
Piper, A.M., 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analysis. Trans. American Geophysical Union. 25 (6): 914-928.
Noori, R., Abdoli, M.A., Jalili Ghazizade, M., Samieifard, R., 2009. Comparison of Neural Network and Principal Component-Regression Analysis to Predict the Solid Waste Generation in Tehran. Iran Journal Public Health, Vol. 38, Iss. 1, pp. 74-84.
Noori, R., Khakpour, A., Omidvar, B., Farokhnia, A., 2010. Comparison of ANN and Principal Component Analysis-Multivariate Linear Regression Models for Predicting the River Flow Based on Developed Discrepancy Ratio Statistic. Expert Systems with Applications, Vol. 37, Iss. 8, pp. 5856-62.
Saavedra, J., Cordova, A., Galvez, L., Quezada, C., Navarro, R., 2013. Principal component analysis as an exploration tool for kinetic modeling of food quality: a case study of a dried apple cluster snack. Journal of Food Engineering, Vol. 119, pp. 229-235.
Manly, B.F.J., 1986. Multivariate Statistical Methods: A Primer. 3rd ed. London: Chapman & Hall.
Noori, R., Karbassi, A., Kahkpour, A., Shahbazbegian, M., Mohammadi, H., Vesali-Naseh, M., 2012. Chemometric Analysis of Surface Water Quality Data: Case Study of the Gorganrud River Basin, Iran. Environ Model Assess, Vol. 17, pp. 411–420
زارع گاریزی، آ، بردی شیخ، ا، سعدالدین، ا، سلیمان ماهینی، ع، »ارزیابی کیفیت شیمیایی آبهای سطحی و بررسی تغییرات فصلی آن»، همایش ملی مدیریت بحران آب، اسفند 1388، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، ایران.
موسوی، ر. س، میر گلوی بیات، ر، معروفی، ص، زارع ابیانه، ح، »ارزیابی کیفیت آب و تیپ هیدروشیمیایی رودخانههای نکا، تجن و سفیدرود از نظر شرب و کشاورزی»، همایش ملی بحران آب در کشاورزی و منابع طبیعی، آبان 1388، ایران.
_||_
Chessman, B., Townsend, S., 2010. Differing Effects of Catchment Land use on Water Chemistry Explain Contrasting Behaviour of a Diatom Index in Tropical Northern and Temperate Southern Australia. Ecological Indicators, Vol. 10, Iss. 3, pp. 620-626.
کاشفیالاصل، مرتضی و همکاران، »لزوم مدیریت کیفیت رودخانه جاجرود»، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 1388، دوره 11، شماره 2، صص 119-129.
نخعی، محمد و همکاران، »ارزیابی کیفی آب رودخانه و سرشاخههای کارون در استان چهارمحال بختیاری»، فصلنامه زمین شناسی ایران، 1390، سال 5، شماره 20، صص 59-72.
سلیمانی ساردو، مجتبی و همکاران، »آنالیز و روندیابی پارامترهای کیفیت شیمیایی آب (مطالعه موردی: رودخانه چم انجیر لرستان)»، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 1392، شماره 12، سال 3، صص 95-106.
فرید گیگلو، بهنام و همکاران، »بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه زرینگل استان گلستان»، مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک، 1392، جلد 20، شماره 1، صص 77-95.
Bonilla, L., Mateo, P., 2004. Spatial and Temporal Change in Water Quality in a Spanish River. Journal Water Quality, Vol. 11, pp. 45-59.
Boyciouglu, H., 2008. Investigation of Temporal Trends in Hydrochemical Quality of Surface Water in Western Turkey. Bull, Environ, Contam, Toxial, Vol. 80, pp. 469-477.
Kauffman, G.J., Behden, A.C., 2010. Water Quality Trends (1970-2005) along Delaware Streams in the Delaware and Chesapeake Bay Watersheds. USA, Water Air Soil Pollut, Vol. 208, pp. 345- 375.
Bhardwaj, V., Singh, D.S., Singh, A.K., 2010. Water quality of the Chhoti Gandak River using principal component analysis, Ganga Plain, India. Journal of Earth System Science, Vol. 119, pp. 117-127.
Fan, X., Cui, B., Zhao, H., Zhang, Z., Zhang, H., 2010. Assessment of river water quality in Pearl River Delta using multivariate statistical techniques. Procedia Environmental Sciences. Vol. 2, pp. 1220-1234.
Zhang, Z.M., Wang, X.Y., Zhang, Y., Nan, Z., Shen, B.G., 2012. The Over Polluted Water Quality Assessment of Weihe River Based on Kernel Density Estimation. Procedia Environmental Sciences, Vol. 13, pp. 1271-128.
Janbazi, A., Gorjian Arabi, M.H., 2013. Investigation of Water Quality in KesilIian River Based on the Physical, Chemical and Hydrological Parameters. Journal of Wetland Ecobiology, Vol. 5, Iss. 16, pp. 63-74.
Miklanek, P., Martincova, M., Dosa, M., Pekarova, P., 2013. Long Term Trend of Water Quality in the Bela river. Die Bodenkultur, Vol. 64, Iss. 3-4, pp. 73-78.
Arain, M.B., Ullahb, I., Niazb, A., Shaha, N., Shahb, F., Hussaina, Z., Tariqc, M., Afridid, H.I., Baigd, J.A., Kazid, T.G., 2015. Evaluation of Water Quality Parameters in Drinking Water of District Bannu, Pakistan: Multivariate Study. Sustainability of Water Quality and Ecology, Vol. 3, Iss. 4, pp. 114-123.
Ishtiyaq, N., Anisa, K., Abdul, H., 2017. Evaluation of seasonal variability in surface water quality of Shallow Valley Lake, Kashmir, India, using multivariate statistical techniques. Pollution, Vol. 3, Iss, 3, pp. 349-362.
لویزه، ف، »بررسی منشا و میزان تمرکز آلایندههای فلزی سنگین در حوضه آبریز رودخانه های تالار، تجن، نکارود»- بیست و یکمین گردهمایی علوم زمین شناسی سازمان زمین شناسی کشور، 1384، ایران.
صداقت، محمود، »زمین و منابع آب (آبهای زیرزمینی) »، انتشارات دانشگاه پیام نور، 1388، 287 ص.
Piper, A.M., 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analysis. Trans. American Geophysical Union. 25 (6): 914-928.
Noori, R., Abdoli, M.A., Jalili Ghazizade, M., Samieifard, R., 2009. Comparison of Neural Network and Principal Component-Regression Analysis to Predict the Solid Waste Generation in Tehran. Iran Journal Public Health, Vol. 38, Iss. 1, pp. 74-84.
Noori, R., Khakpour, A., Omidvar, B., Farokhnia, A., 2010. Comparison of ANN and Principal Component Analysis-Multivariate Linear Regression Models for Predicting the River Flow Based on Developed Discrepancy Ratio Statistic. Expert Systems with Applications, Vol. 37, Iss. 8, pp. 5856-62.
Saavedra, J., Cordova, A., Galvez, L., Quezada, C., Navarro, R., 2013. Principal component analysis as an exploration tool for kinetic modeling of food quality: a case study of a dried apple cluster snack. Journal of Food Engineering, Vol. 119, pp. 229-235.
Manly, B.F.J., 1986. Multivariate Statistical Methods: A Primer. 3rd ed. London: Chapman & Hall.
Noori, R., Karbassi, A., Kahkpour, A., Shahbazbegian, M., Mohammadi, H., Vesali-Naseh, M., 2012. Chemometric Analysis of Surface Water Quality Data: Case Study of the Gorganrud River Basin, Iran. Environ Model Assess, Vol. 17, pp. 411–420
زارع گاریزی، آ، بردی شیخ، ا، سعدالدین، ا، سلیمان ماهینی، ع، »ارزیابی کیفیت شیمیایی آبهای سطحی و بررسی تغییرات فصلی آن»، همایش ملی مدیریت بحران آب، اسفند 1388، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، ایران.
موسوی، ر. س، میر گلوی بیات، ر، معروفی، ص، زارع ابیانه، ح، »ارزیابی کیفیت آب و تیپ هیدروشیمیایی رودخانههای نکا، تجن و سفیدرود از نظر شرب و کشاورزی»، همایش ملی بحران آب در کشاورزی و منابع طبیعی، آبان 1388، ایران.
