تجزیه و تحلیل پارامترهای کیفیت آب سطحی با استفاده از روش های آمـاری چند متغیره

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیز دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

2 دانشیار دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

چکیده

رودخانه­ها یکی از مهم­ترین اکوسیستم­های پویا هستند و آگاهی از تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب رودخانه­ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این پژوهش تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفیت آب در حوزۀ آبخیز آجی­چای طی دورۀ آماری
1389-1360  با استفاده از سه روش تحلیل خوشه­ای (CA)، تحلیل تشخیص (DA) و تحلیل مؤلفه­های اصلی (PCA) مطالعه شد. با انجام تحلیل خوشه­ای، ایستگاه­های آب سنجی منطقۀ مورد مطالعه در سه خوشۀ همگن جای گرفتند. ایستگاه­های قرار گرفته در خوشۀ همگن یک، مربوط به سرشاخه­های بالادست رودخانۀ آجی­چای می­باشند که تغییرات کیفی آب سطحی در این خوشه نسبت به دو خوشۀ همگن دیگر کم بوده ­است. به عبارت دیگر، کیفیت آب سطحی در خوشۀ همگن یک بهتر از دو خوشۀ همگن دیگر بوده است. تحلیل تشخیص سه تابع معنی­دار استخراج کرد که توابع اول، دوم و سوم به ترتیب 50/73، 30/20 و 40/3 درصد واریانس کل مشاهده­ها را تبیین می­کردند. به عبارتی توابع یک، دو و سوم 20/97 درصد واریانس کل مشاهده­ها را توصیف می­کنند. هم چنین تحلیل تشخیص نشان داد که مهم­ترین پارامترهای تأثیر­گذار بر کیفیت آب منطقۀ مطالعاتی، پارامترهای HCO-3، SAR، Na+،SO42- وCa2+  راشاملمی­گردد. با توجه به پارامترهای استخراج شده در تحلیل تشخیص می­توان گروه­های همگن را تفکیک کرد. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که دو مؤلفۀ اول مهم­ترین عامل­های مؤثر بر کیفیت آب رودخانۀ آجی­چای می­باشد. این مؤلفه­ها به ترتیب 75/78 و 71/14 درصد از واریانس جامعه را تبیین می­نمایند.

کلیدواژه‌ها


[1] Chen-Wuing, L., Kao-Hung, L. and Yi-Ming., B. (2003). Application of factor analysis in the assessment of groundwater quality in a Blackfoot disease area in Taiwan. Journal of the Science of the Total Environment, 313, 77-89.
[2] Erol, A. and Randhir, T. O. (2013). Watershed ecosystem modeling of land-use impacts on water quality. Ecological Modelling, 270, 54-63.
[3] Faryadi, S., Shahedi, K. and Nabatpoor, M. (2011). Investigation of Water Quality Parameters in Tadjan River using Multivariate Statistical Techniques. WatershedManagement Journal, 3(6), 75-92.
[4] Frid Gigloo, B., Najafinejad, A. and Moghani Bilehsavar, V. (2013). Evaluation of water quality variation of Zarringol river, Golestan province. Journal of Water and Soil Conservation, 20, 78-96.
[5] Gorji Anari, M. and Rafahi, H. GH. (1995). Study of saline surface water of Ajichai watershed and effect of erosion on its quantity. Iranian Journal of Agriculture Science, 26(4), 43-59.
[6] Karami, F. and Bayatieh Khatibi, M. (2011). Spatial monitoring of the groundwater quality in different geological formations (Case study: upstream of Aghi-Chi watershed). Journal of Geography and Regional Development, 17, 27-47.
 [7] Mirzai, M., Riahi-Bakhtiar, A., Salman-Mahini, A. and Gholamalifard, M. (2013). Analysis of the physical and chemical quality of Mazandaran province (Iran) rivers using multivariate statistical methods. Mazandaran University of Medical Sciences, 23(108), 41-52.
[8] Murdoch, P. S., Baron, J. S. and Miller, T.L. (2000). Potential effects of climate change on surface water quality in North America. Journal of the American Water Resources Association, 36, 347-366.
[9] Noori, R., Khakpour, A., Omidvar, B. and 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 withApplications, 37(8), 5856-5862.
[10] Nosrati, K., Derafshi, Kh., Ghrachahi, S. and Rahimi, Kh. (2011). Assessment of Surface Water Quality in Haraz-Ghara Soo Watershed using Multivariate Statistical Techniques. Research Earth Science Journal, 5, 41-55.
[11] Ouyang, Y. (2005). Evaluation of river water quality monitoring stations by principal component analysis. Water Research, 39(12), 2621-35.
[12] Papatheodorou, G., Demopouloua, G. and Lambrakis, N. (2006). A long-term study of temporal hydro chemical data in a shallow lake using multivariate statistical techniques. Journal of Ecological Modeling, 193, 759-776.
[13] Rabia Koklu, R., Sengorur, B. and Topal, B. (2010).  Water Quality Assessment Using Multivariate Statistical Methods—A Case Study: Melen River System (Turkey). Water Resources Management, 24, 959–978.
[14] Rasi Nezami, S., Nazariha, M., Baghvand, A. and Moridi, A. (2012). Karkheh River Water Quality Using Multivariate Statistical Analysis and Qualitative Data Variations. Journal of Health System Research, 8(7), 1280-92.
[15] Razmkhah, H., Abrishamchi, A. and Torkian, A. (2010). Evaluation of spatial and temporal variation in water quality by pattern recognition techniques: A case study on Jajrood River (Tehran, Iran). Journal of Environmental Management, 91, 852-860.
[16] Salajeghe, A., Razavi Zadeh, S., Khorasani, N., Hamidfar, M. and Salajeghe, S. (2010). Land use changes and their impact on the river water quality (Case study: Karkheh watershed). Journal of Environmental Studies, 58, 81-86.
[17] Singh, K., Malik, A., Mohan, D. and Sinha., S. (2004). Multivariate statistical techniques for the evaluation of spatial and temporal variations in water quality of Gomti River (India)—a case study. Water Research, 38, 3980–3992.
[18] Zare Chahoky, M. (2009). Data analysis in natural resources research using SPSS software. University of Tehran press.