بررسی گرافیکی و تحلیل آماری تغییرات کیفی و کمی آب رودخانه (مطالعه موردی: پلرود استان گیلان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان ، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، لاهیجان

3 گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان ، ایران.

چکیده

تشخیص بلندمدت کیفیت و کمیت آب رودخانه‌ها برای بررسی تغییرات به وقوع پیوسته در گذشته و پیش‌بینی آینده از اهمیت شایانی برخوردار است. از همین رو، هدف از انجام این پژوهش بررسی تغییرات کیفی و کمی آب رودخانه پلرود استان گیلان با استفاده از روش‌های گرافیکی و تحلیل آماری بود. در این تحقیق، از داده‌های ثبت شده متغیرهای کیفیت آب در ایستگاه هیدرومتری پلرود از سال 1378 تا 1397 استفاده شد, از نمودار شولر برای بررسی شرب، ویلکوکس برای کشاورزی، پایپر برای بررسی تیپ آب و همچنین روش من‌کندال برای بررسی سری زمانی و آزمون همبستگی پیرسون برای بررسی روابط میان پارامترهای استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده از نمودار شولر کیفیت آب رودخانه پلرود از لحاظ شرب در بازه زمانی بیست‌ساله و برای فصول بهار، تابستان، پاییز و زمستان در یک وضعیت مناسب قرار گرفته است. نتایج نمودار ویلکوکس که کیفیت آب رودخانه از لحاظ کشاورزی در یک وضعیت خوب و مناسب و نتایج نمودار پایپر نشان از تیپ آب و رخساره آن در رودخانه پلرود از نوع بی‌کربناته کلیسک است. همچنین مطابق آزمون من‌کندال روند خطی افزایشی در دبی سالانه رودخانه وجود دارد. نتایج تحلیل آماری کیفی پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش در بازه زمانی سال 1378 تا سال 1397 نشان داد که در فصل تابستان پارامترهای مورد سنجش از مقادیر بالایی نسبت به سایر فصول برخوردار هستند به گونه‌ای که بالاترین میانگین حسابی برای شاخص EC در این فصل برابر با 85/290، شاخص TDS برابر با 3/246، شاخص PH برابر با 65/7 بود. همچنین در بررسی دبی مشخص گردید که بالاترین مقدار دبی مربوط به فصل بهار با میزان m3/s 82/30 و کمترین آن در فصل تابستان با مقدار m3/s 73/10 است. نتایج آزمون پیرسون نشان داد که بین هدایت الکتریکی و کل مواد جامد محلول در آب رابطه مستقیم و معنی‌دار وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Graphic Study and Statistical Analysis of Water Qualitative and Quantitative Changes in River (Case Study:Polroud, Guilan Province)

نویسندگان [English]

  • M M Akbarpour Bazargani 1
  • E Amiri 2
  • Majid Ashouri 3
1 Department of Water Engineering, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran
2 Department of Water Engineering, Lahijan branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.
3 Department of Agronomy and Plant Breeding, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.
چکیده [English]

Long-term recognition of river water quality and quantity is important for examining changes in the past and predicting the future. Therefore, in this study, qualitative and quantitative changes in the water of the Polroud River in Guilan province have been investigated using graphical methods and statistical analysis. In this study, the recorded data of water quality variables in from 1999 to 2018 were used. Schuler diagrams were used to evaluate drinking quality, Wilcox for agricultural quality, Piper to use water type, and Mann-Kendal method to examine time series and Pearson correlation test to examine the relationships between parameters. According to the results obtained from the Schuler diagram, the water quality of the River is in a good condition in terms of drinking and for the seasons of Spring, Summer, Autumn and Winter. The results of the Wilcox diagram show that the river water quality is agriculturally in a good and suitable condition and the results of the piper diagram show the water type is calcium bicarbonate. Also, according to the Mann-Kendal test, there is an increasing linear trend in the annual flow of the river. The results of qualitative statistical analysis of the parameters studied in this study in the period from 1999 to 2018 showed that in the summer the measured parameters have high values compared to other seasons so that the highest mean for the EC index in this season is equal to 290.85, TDS was equal to 246.3, PH index was equal to 7.65. Also, in the flow study, it was found that the highest flow rate is related to spring with a rate of 30.82 m3/s and the lowest in summer with a rate of 10.73 m3/s. The results of Pearson showed that there is a direct and significant relationship between EC and TDS.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gilan province
  • River
  • Statistical analysis
  • Water quality
  • Water resources

مراجع

بانژاد، ح. عبدالصالحی، ا. و زارع ابیانه، ح. 1388. مطالعه و بررسی کیفی و کمی آب رودخانه قزل اوزن (استان زنجان) ، از نظر توانایی تشکیل رسوب و خورندگی و ارائه راهکارهایی جهت استفاده در بخش کشاورزی. یازدهمین کنگره ملی خوردگی ایران. تهران.
دبیری، ر.، جغتایی، ح.،  مسلم پور، م.ا. و اطاری، م. 1394. بررسی کیفیت آبهای زیرزمینی با استفاده از شاخص کیفیت آب‌های زیر زمینی (GQI) و GIS در دشت جغتای ، شمال شرق ایران. انسان و محیط زیست. 5(6): 56-63.
سلیمانی ساردو، م.، ولی، ع.، قضاوی، ر. و سعیدی گراغانی، ح. 1392. آنالیز و روندیابی پارامترهای کیفیت شیمیایی آب؛ مطالعه موردی رودخانه چم‌انجیر خرم آباد. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران. 3(4): 95-105.
سهرابی زاده، ز.، شریفی مقدم، ا. و حکیم زاده اردکانی، م.ع. 1397.  تحلیل روند تغییرات کیفیت آب حوزه آبخیز رودخانه‌ تالار با استفاده از روش ناپارامتری من-کندال. اکوسیستم های طبیعی ایران. 9(3)، 1-20.
مجردی، ب.، علی زاده صنمی، ف. و  صمدی، م. 1397. تخمین شاخص کیفیت آب رودخانه تالار با استفاده از شبکه‌های عصبی‌مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژنی. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 12(41):۷۲-۶۱.
میرزایی، م.، ریاحی بختیاری، ع.، سلمان ماهینی، ع. و غلامعلی فرد، م. 1394. مدل سازی ارتباط کیفیت آب های سطحی و سنجه های سیمای سرزمین با استفاده از سیستم استنتاج عصبی-فازی (مطالعه موردی: استان مازندران). مجله آب و فاضلاب. 27(1): 81-92.
نادری، ف. و براتی، م.  1399. ارزیابی تغییرات کیفیت آب های سطحی اطراف لندفیل شهرستان ملایر. دهمین همایش سراسری محیط زیست انرژی و منابع طبیعی پایدار. تهران.
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.3(4): 114-123.
Azhar, S.C., Aris, A.Z., Yusoff, M.K., Ramli, M.F., Juahir, H. 2015. Classification of river water quality using multivariate analysis. Procedia Environl Sci. 30(7):79-84.
Chen, K., Chen, H., Zhou, Ch., Huang, Z., Qi, X. 2021. Comparative analysis of surface water quality prediction performance and identification of key water parameters using different machine learning models based on big data. Water Research. 15(2): 114-120.
El Najjar, P., Kassouf , A., Probst, A., Probst, J.L., Ouaini, N., Daou, C., El Azzi, D.2019. High-frequency monitoring of surface water quality at the outlet of the Ibrahim River (Lebanon): A multivariate assessment. Ecological Indicators.104(3):13-23.
Eslami, H., Hematabadi, P.T., Ghelmani, S.V., Vaziri, A.S., Derakhshan, Z. 2015. The performance of advanced sequencing batch reactor in wastewater treatment plant to remove organic materials and linear alkyl benzene sulfonates. Jundishapur. J Health Sci. 7(3): 33-9.
Fooladi, M., Golmohammadi, M.H., Safavi, H.R., Mirghafari, R., Akbari, H. 2021. Trend analysis of hydrological and water quality variables to detect anthropogenic effects and climate variability on a river basin scale: A case study of Iran. Journal of Hydro-environment Research. 34(5): 11-23.
Han, S., Hu, Q., Yang, Y., Yang, Y., Zhou, X., Li, H.2019. Response of surface water quantity and quality to agricultural water use intensity in upstream Hutuo River Basin, China. Agricultural Water Management. 212(5): 378-387.
Ibrahim, M.N.2019. Assessing Groundwater Quality for Drinking Purpose in Jordan: Application of Water Quality Index. J Ecol Eng. 20(3): 101-11.
Ishtiyagh, N., Anisa, K., Abdul, H. 2017. Evaluation of seasonal variability in surface water quality of shallow vally lake, Kashmir india,using multivaviate ststistical techniques. Pollution. 3(3): 349-362.
Jamei, M., Ahmadianfar, I., Karbasi, M. 2021. The assessment of emerging data-intelligence technologies for modeling Mg+2 and SO4−2 surface water quality. Journal of Environmental Management. 300(4): 125-132.
Kauffman, G., Behden A.C.2010.Water Quality Trends (1970-2005). Along Delaware streams in the Delaware and chespeake by watersheds. Usa, water air soil pollut. 208(10): 345-375.
Kayira, F., Wanda, E.M.M. 2021. Evaluation of the performance of Mzuzu Central Hospital wastewater oxidation ponds and its effect on water quality in Lunyangwa River. Northern Malawi, Physics and Chemistry of the Earth. 123(5): 103-119.
Miao, X., Hao, Y., Liu, H., Xie, Z., Miao, D., He, X. 2021. Effects of heavy metals speciations in sediments on their bioaccumulation in wild fish in rivers in Liuzhou-A typical karst catchment in southwest China, Ecotoxicology and Environmental Safety. 214(6): 56-68.
Nyikadzino, B., Chitakira, M., Muchuru, S. 2020. Rainfall and runoff trend analysis in the Limpopo river basin using the Mann Kendall statistic. Physics and Chemistry of the Earth. 117(5):250-272.
Ramachandran, A., Krishnamurthy, R.R., Jayaprakash, M., Shanmugasundharam, A. 2019. Environmental impact assessment of surface water and groundwater quality due to flood hazard in Adyar River Bank. Acta Ecologica Sinica. 39(2): 125-133.
Shah, M.I., Javed, M.F., Alqahtani, A., Aldrees, A. 2021. Environmental assessment based surface water quality prediction using hyper-parameter optimized machine learning models based on consistent big data. Process Safety and Environmental Protection. 151(10): 324-340.
Sun, W., Xia, C., Xu, M., Guo, J., Sun, G. 2016. Application of modified water quality indices as indicators to assess the spatial and temporal trends of water quality in the Dongjiang River. Ecoll Indic.66(4):306-312.
Treiblmaier, H., Filzmoser, P. 2010. Exploratory factor analysis revisited: How robust methods support the detection of hidden multivariate data structures in IS research. Information & Management.47(2):197-207.
Zahedi, M., SariSaraf, B., Jameei, J. 2006. Rain modeling in Tabriz and Oroumiyeh stations. Journal of Geography and Regional development. 7(5): 1-16
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 16، شماره 3 - شماره پیاپی 93
مرداد و شهریور 1401
صفحه 596-608

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار