معرفی شاخص جدید کیفیت منابع آب سطحی جهت مصارف شرب با استفاده از روش‌های چندمتغیره آماری (مطالعه موردی: رودخانه سفیدرود)

آب و خاک

مقاله 2، دوره 36، شماره 4 - شماره پیاپی 84، مهر و آبان 1401، صفحه 439-458   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.77413.1177

نویسندگان

مهدی محمدی قلعه نی^{* 1}؛ حمید کاردان مقدم²

¹گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

²موسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران.

چکیده

هدف از تحقیق حاضر توسعه و معرفی یک شاخص جدید کیفیت آب شرب (SDWQI)، با استفاده از پارامترهای کیفی اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های هیدرومتری رودخانه سفیدرود است. به این منظور 12 پارامتر کیفی ماهانه‌ شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH)، اسیدیته (pH)، کلر (Cl^-)، سولفات (SO₄^-2)، کربنات (CO₃^-2)، بی‌کربنات (HCO₃^-)، منیزیم (Mg²⁺)، سدیم (Na⁺)، کلسیم (Ca²⁺) و پتاسیم (K⁺) طی دوره آماری 1366-99 در ایستگاه‌های هیدرومتری رودبار و آستانه واقع در رودخانه سفیدرود استفاده شده است. پس از پردازش‌های اولیه روی داده‌ها مانند تحلیل همبستگی پارامترها، از روش‌های چندمتغیره آماری مانند خوشه‌بندی و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) به منظور انتخاب و وزن‌دهی پارامترهای کیفیت آب با استفاده از بسته‌های “cluster” و “factoextra” در نرم‌افزار R 4.1.1 برای توسعه شاخص جدید کیفیت آب استفاده شده است. نتایج شاخص جدید توسعه داده شده با شاخص کیفیت آب شرب سازمان بهداشت جهانی (WHO) و دسته‌بندی کیفیت آب شرب شولر مقایسه شده است. وزن‌دهی پارامترها با استفاده از روش PCA حاکی از اختصاص بیشترین و کمترین وزن به ترتیب به پارامترهای TDS و K⁺ و برابر 163/0 و 031/0 می‌باشد. همچنین نتایج حاکی از پوشش 3/59 و 6/67 درصدی مولفه‌های اصلی اول و دوم از واریانس تغییرات کل پارامترهای کیفیت آب مورد بررسی به ترتیب در ایستگاه‌های رودبار و آستانه می‌باشد. نتایج دسته‌بندی کیفیت آب بیانگر قرار گرفتن به ترتیب (5/40، 4/16 و 7/23 درصد) و (1/90، 1/73 و 3/57 درصد) داده‌های ایستگاه‌های رودبار و آستانه در رده‌ی خوب و عالی جهت مصارف شرب بر اساس دسته‌بندی شولر، شاخص WHO و شاخص جدید می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

ایستگاه هیدرومتری؛ پارامترهای کیفیت آب؛ خوشه‌بندی؛ رودخانه سفیدرود؛ شاخص کیفیت آب

مراجع