با همکاری انجمن هیدرولیک ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

10.22077/jaaq.2023.5130.1045

چکیده

باتوجه به اهمیت منابع آب به ویژه منابع آب زیرزمینی، اعمال روش‌های مدیریتی مناسب در زمینه‌های کمی و کیفی به خوبی قابل درک است. هدف از این پژوهش، تعیین مناسب‌ترین روش درونیابی به منظور بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب در آبخوان دشت قاین می‌باشد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی کیفیت آب، مقادیر 10 پارامتر کیفی آب شامل: غلظت یون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم، کلر، پتاسیم، بی‌کربنات، سولفات، شوری، TDS و اسیدیته، با کمک روش‌های درونیابیIDW، LPI، GPI، OK و SK در سال‌های 1388 و 1398 درونیابی و مورد پژوهش قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه 5 روش میانیابی با استفاده از مقدار RE و RMSE نشان داد که برای اکثر پارامترها کیفی مورد بررسی روش IDW با کمترین میزان خطا، مناسب‌ترین روش برای میانیابی است. همچنین مشخص شد بیشترین مقدار خطا مربوط به روش میانیابی LPI برای پارامتر hco3 با مقدار 84/11 (mg l-1 ) و کمترین مقدار خطا مربوط به روش IDW برای پارامترهای EC و Cl به ترتیب با مقدار 01/0(µmos cm-1 ) و 01/0 (mg l-1) می‌باشد. با مقایسه نقشه‌های پهنه‌بندی IDW در سال 1388 و 1398 مشخص شد میزان غلظت اکثر پارامترهای کیفی مورد بررسی در دوره آماری مورد مطالعه افزایش یافته است. روند تغییرات افزایشی در آبخوان قاین در قسمت شمال شرق آن دارای شدت بیشتری می‌باشد و بیشترین روند افزایشی در این قسمت از آبخوان مربوط به غلظت یون کلسیم، کلر و شوری می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of spatial and temporal changes of qualitative parameters of Qaen plain aquifer using interpolation methods

نویسندگان [English]

  • Mahdiyeh Foruzanmehr 1
  • Hossein Khozeymehnezhad 2

1 PhD student in water resources, Department of Water Sciences and Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.

2 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.

چکیده [English]

Given the importance of water resources, especially groundwater resources, the application of appropriate management methods in quantitative and qualitative areas is well understood. The purpose of this study is to determine the most appropriate interpolation method to investigate the spatial and temporal changes in water quality in the Qaen plain aquifer. In the present study, in order to evaluate water quality, the values of 10 water quality parameters including: concentration of calcium, magnesium, sodium, chlorine, potassium, bicarbonate, sulfate, salinity, TDS and acidity ions, using IDW, LPI, GPI, OK and SK interpolation methods. It has been interpolated and researched in 2009 and 2017. The results of comparing 5 intermediate methods using RE and RMSE values showed that for most of the quality parameters studied, IDW method with the lowest error rate is the most suitable method for intermediation. It was also found that the highest error rate was related to the LPI intermediate method for the hco3 parameter with a value of 11.84 and the lowest error value was related to the IDW method for the EC and Cl parameters with a value of 0.01 . By comparing IDW zoning maps in 2009 and 2017, it was found that the concentration of most of the studied quality parameters has increased in the statistical period under study. The upward trend in Qaen aquifer in the northeastern part is more intense and the highest upward trend in this part of the aquifer is related to the concentration of calcium ions, chlorine and salinity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zoning
  • Statistical Context
  • Salinity
  • Water Quality
  • IDW
Bai, M., Haghizadeh, A., &Tahmasebipour, N. (2017). Spatial variations in groundwater quality using statistical context. Journal of Geographical Space. 63(18), 163-137. [In Persian].
Bazi, J., Khozimehnejad, H., & Jafarzadeh, A. (2014). Groundwater Quality Zoning of Ghaen Plain Aquifer Based on GQI Index Using Geographic Information System (GIS), Second National Conference on Water Crisis (Climate Change, Water and Environment), Shahre Kord. [in Persian].
Bhuiyan, M. A. H., Bodrud-Doza, M., Islam, A. T., Rakib, M. A., Rahman, M. S., & Ramanathan, A. L. (2016). Assessment of groundwater quality of Lakshimpur district of Bangladesh using water quality indices, geostatistical methods, and multivariate analysis. Environmental Earth Sciences. 75(12), 1-23.
Ebrahimi, P. (2001). Investigation and evaluation of drinking water supply and demand management in drought conditions of Isfahan. Journal of Water and Environment. 48, 89-98. [In Persian].
Habibiarbatani, W., Ahmadi, A., & Fattahi, M. M. (2009). Modeling the spatial variation of some chemical properties of groundwater using geostatistical methods. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering. 3(7), 34-23. [In Persian].
Kia, F., Ghorbani, Kh., & Salari Jazi, M. (2019). Evaluation of spatial and temporal changes in groundwater quality using WQI over two decades in Golestan aquifer. Iranian Soil and Water Research. 50(1), 51-39. [In Persian].
Khosravi, H., Karimi, K., Nakhaee, N., & Mesbahzadeh, T. (2016). Investigation of spatial structure of groundwater quality using the geostatistical approach in Mehran Plain, Iran.
Kurtulus, B., & Razack, M. (2010). Modeling daily discharge responses of a large karstic aquifer using soft computing methods: Artificial neural network and neuro-fuzzy. Journal of Hydrology, 381(1-2), 101-111.
Maroofi, S. F., Taranjian, A., & Zareabianeh, H. (2009). Evaluation of geostatistical methods for estimating hydraulic conductivity and pH of drains in Hamadan-Bahar plain. Water and Soil Conservation Research (Agricultural Sciences and Natural Resources). 16(2), 186-169. [In Persian].
Parsai, F., Mahmoudi, M. A., & Agdernejad, A. (2019). Groundwater quality assessment for drinking and agriculture in Qorveh plain. Scientific Journal of Wetland Ecobiology-Islamic Azad University, Ahvaz Branch. 13(43), 80-65. [In Persian].
Qamarnia, H.,. & Roshandel, F.(2019). Investigation of groundwater quality of Chardoli Plain in Kurdistan province. Journal of Water Resources Engineering. 11, 160-145. [In Persian].
Qandali, M., Shayesteh, K., & Mesgari, M. S. (2019). Zoning the quality of water resources for agricultural and drinking use using water quality index and geostatistical techniques in Semnan watershed. Journal of Soil and Water Sciences (Agricultural Science and Technology and Natural Resources). 1(23), 198-187. [In Persian].
Shabani, M. (2007). Spatial analysis of groundwater pollution in Arsjan region, research project, Islamic Azad University, Arsjan branch [in Persian].
Shabani, M. (2011). Evaluation of geostatistical methods in preparing groundwater quality maps and their zoning Case study: Neyriz plain, Fars province, Lar. Natural Geography Quarterly. 4(13), 97-83. [In Persian].
Taghizadeh-Mehrjardi, R., Zareian-Jahromi, M., Mahmodi, Sh., & Heidari, A. (2008). Spatial distribution of groundwater quality with geostatistics (Case Study: Yazd-Ardakan Plain). World Appl. Sci. J. 4(1), 9-17.