Iranian Journal of Irrigation & Drainage

Iranian Journal of Irrigation & Drainage

Monthly Evaluation of Trends and Homogeneity of Drinking Water Quality Index in the Downstream Basin of the Sefidrud Dam, IRAN

Document Type : Original Article

Authors
Mohammad Sadegh Anbarsouz 1
Kumars Ebrahimi 2
Mohammad Shojaei 3
1 Irrigation and Reclamation Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, University of Tehran, Karaj, IRAN.
2 Department of Environmental Sciences and Technologies, Faculty of Energy and Sustainable Resources Engineering, University of Tehran, Tehran, IRAN
3 Department of Environmental Sciences and Technologies, Faculty of Energy and Sustainable Resources Engineering, University of Tehran, Tehran, IRAN.
Abstract
Understanding long-term changes in the quality of rivers, as critical surface water resources, is of paramount importance. This study was aimed to investigate and identify the temporal and spatial variations in the water quality of the Sefidrud River and its three tributaries downstream of the Sefidrud Dam. Monthly data of water quality parameters, including pH, TDS, Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺, K⁺, HCO₃⁻, Ca²⁺, and Mg²⁺, from 1971 to 2018 were used to calculate the drinking water quality index (WQI). The Mann-Kendall test and Sen’s slope estimator were employed to detect trends in the time series of the WQI, while the Pettitt homogeneity test was used to identify change points in the time series. A positive trend in the index indicates a decline in water quality, whereas a negative trend reflects an improvement. The WQI at the Rudbar station exhibited an increasing trend during the first six months of the year, as well as in January and March. The increasing trend in the index for April at the Rudbar station, with a Sen’s slope value of 1.54, led to a decline in water quality classification from good to poor after 2003. At the Astaneh station, the (WQI)showed an increasing trend from November to March (p-value<0.02) and a decreasing trend from May to August (p-value<0.01).
Keywords
Long-term changes
Trend and heterogeneity test
WHO water quality index
انصاری، م.ر. و یوسفی، ا. 1403. تحلیل روند تغییرات کیفیت آب رودخانه کارون با بهره‌گیری از آزمون ناپارامتری من-کندال و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مجله مدل‌سازی و مدیریت آب‌وخاک. (2)4. 327-342.
 آخونی پورحسینی، ف.، ابراهیمی، ک. و امید، م.ح. 1401. کاربرد مدل‌های هوش مصنوعی در شبیه‌سازی کیفیت آب بابلرود و سفیدرود مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. (58): 53-62
بیاتی خطیبی، م.، شهبازی، م. و حیدری، م.ا. 1393. پیش‌یابی و تحلیل روند تغییرات کیفیت آب رودخانه اهر و بررسی تأثیر احتمالی آن بر سلامت انسان. مجله هیدروژیومورفولوژی. 1(1): 93-109.
دیلم، م.، تیموری، م. و روحانی، ح. 1395. روند تغییرات رواناب و کیفیت آب سطحی در رودخانه گرگانرود، فصلنامه ترویج و توسعه آبخیزداری.4(15): 1-16.
کاویان، ع.، اسلامی پریخانی، ه. و حبیب‌نژاد، م. 1394. تغییر پذیری مکانی کیفیت آب رودخانه هراز در جهت پایین‌دست. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 10(32): 82-77.
محمدی قلعه‌نی، م.، 1399. تحلیل آماری رابطه بین دبی و پارامترهای کیفیت آب در رودخانه‌های تنظیمی (مطالعه موردی: پایین‌دست سد سفیدرود). نوزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، بهمن‌ماه، دانشگاه فردوسی مشهد.
مروت دوست انارکولی، م.، حایری‌پور، س. و امیرنژاد، ر. 1394. بررسی کیفیت آب رودخانه سفیدرود در محدوده شهرستان رودبار. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 7(25): 42-33.
مروج، م.، کریمی‌راد، ا. و ابراهیمی، ک. 1396. ارزیابی وضعیت کیفی رودخانه کارون بر اساس شاخص کیفیت آب و استفاده از GIS. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 4(1): 235-225.
میرمشتاقی، س.م.، امیرنژاد، ر. و خالدیان، م.ر. 1390. بررسی کیفیت آب رودخانه سفیدرود و پهنه‌بندی آن با استفاده از شاخص‌های کیفی NSFWQI و OWQI مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 3(17): 42-33.
FAO, 2011. The State of the World's h Land and Water Resources for Food and Agriculture (SOLAW) – Managing Systems at Risk. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome and Earthscan, London.
Helsel, D.R., Hirsch, R.M., Ryberg, K.R., Archfield, S.A. and Gilroy, E.J., 2020, Statistical methods in water resources: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 4, chap. A3, 458 p., https://doi.org/10.3133/tm4a3. [Supersedes USGS Techniques of Water-Resources Investigations, book 4, chap. A3, version 1.1.]
Hirsch, R. M., Alexander, R. B. and Smith, R. A. 1991. Selection of methods for the detection and estimation of trends in water quality. Water Resources Research. 27(5): 803-813.
Kendall M. (1975). Multivariate Analysis. Charles Griffin & Company, London.
Ketata-Rokbani M, Gueddari M. and Bouhlila R. 2011. Use of geographical information system and Water Quality Index to assess groundwater quality in El Khairat Deep Aquifer (Enfidha, Tunisian Sahel). Iranica Journal of Energy and Environment. 2(2):133–144
Mann, H. B. 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the econometric society. 245-259.
Pettitt, A. N. 1979. A non‐parametric approach to the change‐point problem. Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics). 28(2): 126-135.
Sahu, P. and Sikdar, PK. 2008. Hydrochemical framework of the aquifer in and around East Kolkata wetlands, West Bengal, India. Environmental Geology. 55:823–835
Sen, P. K. 1968. Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau. Journal of the American statistical association. 63(324): 1379-1389.
Srinivasamoorthy K, Chidambaram M, Prasanna MV, Vasanthavigar M, John Peter A. and Anandhan P 2008. Identification of major sources controlling groundwater chemistry from a hard rockerrain—a case study from Mettur taluk, Salem district, Tamilnadu, India. Journal of Earth System Science. 117(1):49–58
Tabari, H., Marofi, S. and Ahmadi, M. 2011. Long-term variations of water quality parameters in the Maroon River, Iran. Environmental Monitoring and Assessment. 177(1): 273-287.
WHO. 2004. Guidelines for drinking water quality: training pack. WHO, Geneva, Switzerland.
Yue, S., Pilon, P. and Cavadias, G. 2002. Power of the Mann–Kendall and Spearman's rho tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of hydrology. 259(1-4): 254-271.
Zhang, Q., Xu, C. Y., Becker, S. and Jiang, T. 2006. Sediment and runoff changes in the Yangtze River basin during past 50 years. Journal of hydrology. 331(3-4): 511-523.
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 19, Issue 5 - Serial Number 114
November and December 2025
Pages 813-826