Evaluation and zoning of the quality of drinking water wells in Torbat Jam and Saleh Abad cities based on the WQI index and GIS software
Subject Areas : Pollution of water resources
اکرم قربانی
1
,
محمد جواد ادیبی نیا
2
,
عاطفه ناصری
3
,
حسن مسعودی
4
1 -
2 -
3 -
4 -
Keywords:
Abstract :
The purpose of this study is to determine the quality of underground drinking water sources in Torbat Jam and Saleh Abad cities using quality index (WQI) and their zoning. In order to determine the quality index of water resources, the results of testing 9 parameters including: (PH, hardness, dissolved solids, calcium, magnesium, sodium, nitrate, chlorine and sulfate) were studied. Samples were taken from 110 spring wells and aqueducts in the region and transferred to the central laboratory of Khorasan Water and Wastewater Company headquarters, which has a standard certificate of 17025 for water chemical tests and the experiments were measured according to the latest standard version of the method in 2005 by the IC chromatograph device. In the final stage, after determining the quality status of drinking water wells, their quality zoning was done in ARC GIS10.2 software. Zoning maps of water resources quality showed that most of the water resources of Torbat Jam city are in the range of excellent and good water quality in terms of WQI index. Also, the results of statistical techniques (multiple regression) showed that sodium (Na) parameter had the highest influence coefficient in determining the WQI index, followed by sulfate, total hardness, chlorine and dissolved solids. Investigating the significance level of land use with quality index by Kruskal-Wallis test showed a significant difference between land use and water quality index.
پژوهش و فناوری محیط‌زیست، 1403،(15)9، 185-199
| |||
ارزیابی وپهنه‌بندی کیفیت چاه‌های آب شرب شهرستان تربت‌جام و صالح‌آباد براساس شاخص (WQI) و نرم‌افزار GIS |
| ||
1- دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه محیط‌زیست و زیست فناوری، مؤسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر، مشهد، ایران 2- کارشناسی ارشد گروه حفاظت کیفی آب، شرکت آب منطقه‌ای استان خراسان رضوی، مشهد، ایران 3- رئیس گروه کنترل کیفیت مرکز پایش و نظارت بر کیفیت و بهداشت آب و فاضلاب، شرکت آب و فاضلاب استان خراسان رضوی، مشهد، ایران 4- استادیار، گروه محیط‌زیست، عضو هیئت علمی مؤسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر، مشهد، ایران | ||
چکیده | اطلاعات مقاله | |
هدف از این مطالعه تعیین کیفیت منابع آب شرب زیرزمینی شهرستان تربت جام و صالح آباد با استفاده از شاخص کیفی (WQI) و پهنه‌بندی آنها می‌باشد. براي تعيين اندکس کيفيت منابع آب اختصاصاً نتایج آزمایشات 9 پارامتر شامل: (PH، سختی، جامدات محلول، کلسیم، منیزیم، سدیم، نیترات، کلرور و سولفات) مورد بررسی گرفت. از تعداد 110 چاه چشمه و قنات منطقه نمونه‌برداری شده و به آزمایشگاه مرکزی ستاد شرکت آب و فاضلاب استان خراسان که دارای گواهینامه استاندارد 17025 آزمایشات شیمیایی آب می‌باشد، انتقال داده شد و آزمایشات برابر آخرین ورژن استاندارد متد سال 2005 توسط دستگاه IC کرموماتوگراف اندازه‌گیری شد. درمرحله پایانی با مشخص شدن وضعیت کیفی چاه‌های آب شرب، پهنه‌بندی کیفی آنها در نرم‌افزار ARC GIS10.2 انجام شد. نقشه‌های پهنه‌بندی کیفیت منابع آب نشان داد که اکثر منابع آب شهرستان تربت جام از نظرشاخص WQI در محدوده کیفیت آب عالی و خوب قرار گرفته‌اند. همچنین نتایج تکنیک‌های آماری (رگرسیون چندگانه) مشخص نمود پارامتر سدیم (Na) بیشترین ضریب اثرگذاری در تعیین شاخص WQI و پس آن سولفات، سختی کل، کلرور و جامدات محلول داشتند. بررسی سطح معنی داری کاربری اراضی با شاخص کیفی با آزمون کروسکال والیس نشان دهنده تفاوت معنی‌دار بین کاربری اراضی و شاخص کیفیت آب بود. | نوع مقاله: پژوهشی تاریخ دریافت: 29/01/1402 تاریخ پذیرش: 01/08/1403 دسترسی آنلاین: 30/09/1403
كليد واژه‌ها: آلودگی آب‌زیرزمینی، WQI، طبقه بندی، کروسکال والیس | |
| ||
Journal of Environmental Research and Technology, 9(15)2024. 185-199
|
[1] *پست الکترونیکی نویسنده مسئول: karaj.envi@gmail.com
Evaluation and zoning of the quality of drinking water wells in Torbat Jam and Saleh Abad cities based on the WQI index and GIS software
Mohammad Javad Adibinia1, Atefeh Naseri2, Hassan Masoudi3, Akram Ghorbani4**1 1. MSc student, Department of Environment and Biotechnology, Kheradgerayan Motahar of Higher Education, Mashhad, Iran 2. Senior Expert, Water Quality Conservation Group, Khorasan Razavi Regional Water Company, Mashhad, Iran 3. Head of Quality Control Group of Water and Wastewater Monitoring and Sanitation Center, Khorasan Razavi Water and Wastewater Company, Mashhad, Iran 4. Assistant Professor, Department of Environment, Kheradgerayan Motahar of Higher Education, Mashhad, Iran | ||
Article Info | Abstract | |
Article type: Research Article
Keywords: Groundwater pollution, WQI, Classification, Kruskal Wallis | The purpose of this study is to determine the quality of underground drinking water sources in Torbat Jam and Saleh Abad cities using quality index (WQI) and their zoning. In order to determine the quality index of water resources, the results of testing 9 parameters including: (PH, hardness, dissolved solids, calcium, magnesium, sodium, nitrate, chlorine and sulfate) were studied. Samples were taken from 110 spring wells and aqueducts in the region and transferred to the central laboratory of Khorasan Water and Wastewater Company headquarters, which has a standard certificate of 17025 for water chemical tests and the experiments were measured according to the latest standard version of the method in 2005 by the IC chromatograph device. In the final stage, after determining the quality status of drinking water wells, their quality zoning was done in ARC GIS10.2 software. Zoning maps of water resources quality showed that most of the water resources of Torbat Jam city are in the range of excellent and good water quality in terms of WQI index. Also, the results of statistical techniques (multiple regression) showed that sodium (Na) parameter had the highest influence coefficient in determining the WQI index, followed by sulfate, total hardness, chlorine and dissolved solids. Investigating the significance level of land use with quality index by Kruskal-Wallis test showed a significant difference between land use and water quality index. | |
| ||
[1] * Corresponding author E-mail address: karaj.envi@gmail.com
مقدمه
امروزه آب زیرزمینی در بیشتر مناطق جهان از اهمیت بسیار زیادی برای تامین آب شرب برخوردار است این منابع حدود 30 درصد از منابع آب شیرین جهان که تقریباً 76/0 درصد از کل آب جهان که شامل اقیانوس‌ها و یخ‌های دائمی است را تشکیل می‌دهد. افزایش جمعیت و در نتیجه آن افزایش بهره برداری از این منابع ارزشمند باعث شده است که نه تنها کمیت منابع آب زیرزمینی کاهش یابد، بلکه کیفیت این منابع نیز تحت تاثیر قرار گیردKordestani et al., 2019)). تعیین کیفیت آب بستگی به انبوه تعداد داده‌های کیفی آب اعم از باکتریولوژیک، شیمیایی، فلزات سنگین و عوامل بیولوژیک و ... دارد که اولا سنجش دقیق آن قابل انجام نیست و دوما جمع بندی و تحلیل آن کار بسیار پیچیده و دشواری است. تجزیه و تحلیل کیفیت آب بصورتی که ارزیابی و نظـارت بـر کیفیت آب‌هاي زیرزمینی براي استفاده پایدار را ساده نمایـد، حـائز اهمیـت می‌باشـد. شـاخص کیفیـت آب 1(WQI) یکی از موثرترین ابزارها براي انتقال اطلاعات در مورد کیفیت آب به شهروندان، مقامـات دولتـی و سیاست گذاران است (Magesh et al, 2013 ).
شاخص کیفیت آب WQI در دهه 1970 توسعه یافته و ابزاری است جهت ارزیابی و پایش میزان تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفیت آب، که می‌تواند اطلاعات بسیار مفیدی در زمینه کیفیت منابع آب در اختیار ما قرار دهد (Eslami et al., 2019).
WQI تکنیک مهمی است که براي خلاصه کردن داده‌هاي فراوان کیفی آب بصورت یک شاخص و به تبع آن تعیین کیفیت آب‌هاي زیرزمینی و مناسب بودن آب براي اهداف آشامیدنی استفاده می‌شود(Ranjbar.,Soltani, 2012) این شاخص براي فهم موضوعات کیفی آب توسط یکپارچه سازي داده‌هاي پیچیده و ایجاد یک عدد که پیکره کلی کیفیت آب را توصیف می‌کند، بکار می‌رود (Zareie.,Khoshamand, 2013). معتمدی راد وهمکاران ارزيابي کيفيت منابع آبي از نظر شرب، کشاورزي و صنعت در آبخوان کارستي روئين اسفراين استان خراسان شمالي را مطالعه کردند. بدين منظور نمونه برداري از منابع آب (20 نمونه) به عمل آمد و کيفيت آب زيرزميني منطقه از لحاظ شرب، کشاورزي و صنعت با استفاده از نمودار شولر، ويلکوکس و روش لانژليه و شاخص‌هاي GQI2 و WQI مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به نتايج آناليز نمونه‌هاي برداشت شده و نمودار شولر، بيشتر آب چشمه‌هاي منطقه در رده خوب براي شرب قرار گرفتند. نتايج حاصل از نمودار ويلکوکس نشان داد که فقط نمونه‌هايS7 (چشمه زرگرا)، نمونه S6 (چشمه قرنگ زوچه) و نمونه 20) Sرودخانه در خروجي حوضه (داراي آب شور ولي قابل استفاده براي کشاورزي و بقيه مناسب براي کشاورزي بودند. شاخص WQI نيز نشان از کيفيت مناسب تمامي نمونه‌هاي برداشت شده از لحاظ شرب بود. بررسي مکاني و پهنه بندي کيفيت آب شرب از شاخص GQIنیز صورت گرفت که مقدار شاخص کيفي GQI در منطقه براي نمونه‌ها از 42/93 تا 87/95 متغیر بود. Shri., Norani.(2020) به کمک شاخص (WQI)، و همچنین نرم افزار 3GIS پهنه بندی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت تبریز را انجام دادند. بدین منظور شاخص کیفیت آب زیرزمینی (با استفاده از پارامترهای سولفات، کلر، بی کربنات، pH، جامدات نامحلول، سختی کل، هدایت الکتریکی، پتانسیم، سدیم، منیزیم و کلسیم) برای دشت تبریز برای دو فصل تر و خشک، با استفاده از داده‌های 86 چاه محاسبه شد. نتایج حاکی از آن بود که غالب دشت تبریز دارای آب با کیفیت ضعیف برای آشامیدن می‌باشد، همچنین فصول خشک کیفیت آب بهتری نسبت به فصول تر داشتند.
Adimalla. (2019) در بررسـی کیفیـت آب زیرزمینی در منطقه‌اي از جنوب هند با محاسبه شـاخص WQI برای 194 نمونه از آبهای زیرزمینی و همچنـین ارزیـابی ریسک سلامت در آن منطقه توسط مشخص گردید بـا توجه به اینکه آب زیرزمینی منبع اولیه براي نوشیدن و نیازهاي خانگی است، کیفیت و سلامت آن ارتباط مسـتقیم بـا سلامت انســان دارد. همچنین نتایج نشان داد دو عنصر نیترات و فلوراید در آب منطقـه مـورد مطالعـه بالا بوده، کودکان به علت مصرف بیشتر در معرض خطر سلامتی قرار گرفته اند. در مطالعه Rabeiy, (2017) که با استفاده از WQIو GIS به بررسی کیفبت منابع آب زیرزمینی در مصر توسط پرداخته شد. نتایج نشان داد که 20 درصـد از نمونـه‌هاي آب زیرزمینـی عـالی بودند، 75 درصد براي نوشیدن خـوب و 8 درصـد کیفیـت بسیار پایین و 1درصد هم براي نوشیدن نامناسـب بودند.
باقرزاده و همکاران طی مطالعه‌ای در سال 1397 به منظور ارزیابی کیفیت آب رودخانه ماسوله رودخان با استفاده از شاخص NSFWQI به این نتیجه دست یافتند که شاخص کیفی NFSWQI بدست آمده برای رودخانه ماسوله رودخان طی دوره نمونه‌برداری در گستره بین 38 تا 65 و بر اساس طبقه‌بندی شاخص، 9 ایستگاه در طبقه بد و بقیه ایستگاه‌ها در طبقه متوسط قرار دارند
شهرستان تربت جام در شمال شرقی استان خراسان رضوی واقع شده است. برداشت بی‌رویه به منظور استفاده کشاورزی وبالاخص کاشت خربزه موجب شده که منابع آب تهدید شوند. این شهرستان مرزی استان خراسان رضوی با ۱۱ هزار و ۸۵۰ هکتار سطح زیرکشت خربزه رتبه نخست پهنه کشت و بیشترین تولید این محصول را در سطح کشور دارد. حال آنکه برابر آخرین آمار سازمان آب منطقه ای از حجم کل آب تجدید پذیر منطقه برابر 502 میلیون متر مکعب 456 میلیون متر مکعب به کشاورزی تعلق دارد و فقط 28 میلیون متر مکعب اختصاص به شرب دارد و هواشناسی منطقه نیز برابر روش دومارتن اقلیم شهر در منطقه "نیمه خشک" و در روش آمبرژه از نوع "نیمه خشک سرد" مي‌باشد. تعداد 5 شهر تربت‌جام، صالح‌آباد، نصرآباد، نیل شهر و احمدآباد صولت و 251 روستا در منطقه وجود دارد که در روستاها جمعیتی معادل 137 هزار نفر و شهر جمعیتی معادل با 120 هزار نفر را در خود جای داده است آب و هوای خشک سرد، میزان کم بارندگی و برداشت بی‌رویه آب برای کشاورزی موحب شده است تا کیفیت و کمیت آب شرب تهدید جدی شود. با توجه به نتایج مطالعات مذکور این مطالعه با هدف بررسی وضعیت منابع آب شهرستانی انجام شد که در سطح استان خراسان دچار کمبود آب بوده و با خشکسالی‌های مستمر در سال‌های اخیر روبرو بوده و افزایش مصرف آب با توجه به توسعه کشاورزی مشکل را دو چندان کرده است و بسیاری چشمه‌ها و قنوات و همچنین چاه‌های کم عمق خشک شده‌اند.
شهرستان تربت جام و صالح‌آباد از نظر منابع آبهای سطحی بسیار فقیر است، به همین دلیل فشار عمده بر روی برداشت آب از سفره‌های زیرزمینی برای مصارف مختلف شهری، صنعتی و کشاورزی است لذا بهره‌برداری بیش حد از منابع آب زیرزمینی افزون بر کمیت، کیفیت منابع آب را نیز کاهش می‌دهد در واقع شناخت کیفیت منابع آب با استفاده از شاخص WQI، اولین گام در جهت برنامه‌ریزی، مدیریت و جلوگیری از کاهش کیفیت منابع آب است. این پژوهش با هدف ارزیابی، پهنه‌بندی، تعیین پارامترهای موثر و نقش کاربری اراضی در کیفیت منابع آب شرب شهرستان تربت جام با استفاده از مدل کیفی WQI، نرم‌افزار GIS و تکنیک‌های آماری صورت گرفت.
[1] 1-Water Quality Index
[2] 2 -Groundwater Quality Index
[3] 3-geographic information system
مواد و روش‌ها
معرفی ناحیه مورد مطالعه
استان خراسان رضوی با مساحت ۱۱۸٬۸۵۴ کیلومتر مربع، بر اساس آمار سرشماری عمومی نفوس و مسکن (1395) دارای جمعیتی برابر 6434501 نفر است که دومین استان ایران از نظر جمعیت محسوب می‌شود. خراسان رضوی با یک میلیون و 200 هزار مترمکعب اضافه برداشت از منابع آبهای زیرزمینی رتبه نخست کشور را به خود اختصاص داده است و از 37 محدوده مطالعاتی این استان، 34 محدوده با افت سطح آب و 15 درصد با شرایط بحرانی مواجه هستند. شهرستان‌های تربت جام و صالح آباد در شرق استان مجاور با مرز افغانستان قرار دارند و این دو شهرستان دارای 6 شهر و 235 روستا با جمعیتی بالغ بر 267671 نفر برابر مرکز ملی آمار ایران هستند. آب شرب شهرها و روستاهای تحت پوشش توسط 66 چاه عمیق، 26 چشمه، 12 قنات و 6 چاه دستی تأمین می‌شود.
مراحل انجام کار این پژوهش شامل: جمع‌آوری داده‌ها، محاسبه میانگین، انحراف معیار، حداکثر و حداقل پارامترها با استفاده از نرم‌افزارSPSS22 ، محاسبه شاخص WQI، پهنه‌بندی کیفیت آب شرب براساس شاخص WQI در نرم‌افزار ARC GIS و در نهایت تعیین پارامترهای موثر و سطح معنی‌داری این شاخص در تعیین کیفیت آب شرب چاه‌های مذکور می‌باشد.
جمع‌آوری اطلاعات
ابتدا اطلاعات مربوط به پارامترهای فیزیکی و- شیمیایی 110چاه، چشمه و قنات با کاربری شرب شهرستان تربت جام در سال 1399 از شرکت آب و فاضلاب استان خراسان رضوی و آب منطقه‌ای خراسان رضوی و همچنین آمار مربوط به کاربری اراضی از جهاد کشاورزی خراسان رضوی جمع‌آوری شد.
تحلیل آماری
پس از بررسی اولیه اطلاعات مربوط به پارامترهای فیزیکی و شیمیایی چاه‌های آب شرب شهرستان تربت جام، 11 پارامتر شامل:1- PH، 2- سختی، 3-جامدات محلول، 4-کلسیم، 5- منیزیم، 6- سدیم، 7- نسبت سدیمی (SAR1)، 8-پتانسیم، 9-بی‌کربنات، 10- سولفات و 11- کلر ابتدا انتخاب گردید. بعد از مشخص شدن پارامترها، اطلاعات مربوط به آنالیز یک ساله (1399) آنها، به صورت میانگین مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای تعیین استاندارد کیفیت آب، استاندارد ملی ایران به شماره 1053، آخرین راهنمای2022 سازمان جهانی بهداشت (WHO) مورد بررسی قرار گرفتند. براي تعيين اندکس کيفيت منابع آب اختصاصا نتایج آزمایشات 9 پارامتر شامل:( PH، سختی، جامدات محلول، کلسیم، منیزیم، سدیم، نیترات، کلرور و سولفات) بررسی گردید. از تعداد 110 چاه چشمه و قنات منطقه نمونه برداری شده و به آزمایشگاه مرکزی ستاد شرکت آب و فاضلاب استان خراسان که دارای گواهینامه استاندارد 17025 آزمایشات شیمیایی آب می‌باشد، انتقال داده شد. آزمایشات برابر آخرین ورژن استاندارد متد سال 2005 توسط دستگاه IC کرموماتوگراف اندازه گیری شد. در این پژوهش برای تعیین پارامترهای موثر یا مشارکت کننده در شاخص کیفیت آب از رگرسیون چندگانه (MLR) استفاده شد. شاخص کیفیت آب (WQI) به عنوان متغیر وابسته (Y) و هر یک از پارامترهای 1- pH، 2- سختی کل TH))، 3- جامدات محلول (TDS)، 4- کلسیم ((Ca، 5- منیزیم (Mg)، 6- سدیم (Na)،7- نیترات (NO3)، 8- سولفات (SO4) و 9-کلر (CL) به عنوان متغیر مستقل (X) در نظر گرفته شدند. سپس داده‌ها وارد نرم‌افزار SPSS 22 شده و میزان اثر پارامترها در کیفیت منابع آب (شاخص WQI)مشخص شد. ابتدا میزان نرمال بودن داده‌ها در سطح معنی‌داری پنج درصد بررسی گردید. با توچه به غیرنرمال بودن داده‌ها وبررسی پارامترهای مختلف دراین شاخص با توجه به غیرنرمال بودن داده‌ها از آزمون کروسکال - والیس استفاده شد. زمانی که داد ه‌ها در مقیاس رتبه‌ای باشند، جهت مقایسه وضعیت یک متغیر در چند گروه، از این آزمون استفاده می‌شود. آزمون كروسکال واليس، معادل تحليل واريانس يك طرفه در آزمون‌هاي پارامتريك است. در مرحله پایانی با مشخص شدن وضعیت کیفی چاه‌های آب شرب، پهنه‌بندی کیفی چاه‌های آب شرب در نرم‌افزار ARC GIS10.2 با استفاده از ماژول اجرایی Topo to raster انجام گردید.
محاسبه شاخص WQI
نخست 9 پارامتر شامل: 1- PH، 2- سختی کل(TH) 3-جامدات محلول (TDS) 4- کلسیم، 5- ((Ca 6- منیزیم Mg))، 6- سدیم7 (Na)- نیترات (NO3)، 8- سولفات (SO4) و 9- کلر (CL) انتخاب شد و به هر پارامتر طبق نظر سازمان بهداشت جهانییک وزن (AW) بین 1تا 5 اختصاص داده شد. براساس اهمیت هر پارامتر از نظر تأثیر برکیفیت آب زیرزمینی و سلامتی انسان بیشترین وزن به پارامترهای جامدات محلول (TDS) و نیترات (NO3) و کمترین وزن به پارامترهای PH و کلسیم (Ca) اختصاص یافت.
جدول(1) وزن اختصاص یافته به هر پارامتر
پارامتر | PH | TH | TDS | Ca | Mg | Na | NO3 | SO4 | CL | مجموع وزن |
AW | 1 | 3 | 5 | 1 | 4 | 4 | 5 | 4 | 2 | 29 |
تأثیر فاکتورها برکیفیت آب
محاسبه نسبت وزنی هر پارامتر
(رابطه 1) RW=AW/ΣAW
[1] 1-Sodium adsorption ratio
در این رابطه: RW نسبت وزنی هر پارامتر، AW وزن اختصاص یافته به هر پارامتر براساس نظرات کارشناسان در مطالعات قبلی و تجربه کارشناسان کیفی آب و فاضلاب استان، شرکت آب منطقه‌ای خراسان رضوی براساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی برآورد شده است. این وزن‌دهی براساس بیشترین میزان تأثیر پارامترهای مذکور بر روی کیفیت آب طبق آزمایشات و بررسی‌های علمی می‌باشد.
جدول(2) وزن نسبی هر پارامتر
پارامتر | PH | TH | TDS | Ca | Mg | Na | NO3 | SO4 | CL |
RW | 0.034 | 0.103 | 0.172 | 0.034 | 0.137 | 0.137 | 0.172 | 0.1371 | 0.068 |
میزان کیفیت هر پارامتر
از تقسیم مقدار اندازه‌گیری شده هر پارامتر در نمونه‌های نمونه‌برداری شده بر مقدار استاندارد آن پارامتر از طریق رابطه 2 برآورد شد.
(رابطه 2) Qi=(Ci/Si)*100
Qi: میزان کیفی، Ci میزان به دست آمده هر پارامتر در ایستگاه‌ها نمونه برداری (منابع آب شرب)، Si میزان گزارش شده در استاندارد جهانی مربوط به آب شرب (1503 و WHO). استاندارد آب شرب 1503 منطبق با استاندارد WHO می‌باشد.
جدول (3) استانداردهای تعیین شده برای هر یک از پارامترها ابر اساس استاندارد ملی ایران و سازمان جهانی بهداشت
پارامتر | PH | TH | TDS | Ca | Mg | Na | No3 | SO4 | CL |
AW | 7.5 | 200 | 1000 | 300 | 30 | 200 | 50 | 250 | 250 |
اندازه گیری شاخص (WQI)
برای محاسبه WQI ابتدا با استفاده از رابطه (3) شاخص بحرانی برای هر پارامتر محاسبه می‌شود (کیفیت نسبی هر پارامتر ضرب در وزن نسبی برای هر پارامتر در حقیقت مرحله دوم و سوم در هم ضرب شده و شاخص بحرانی هر پارامتر بدست می‌آید).
(رابطه 3) SIi=RW*Qi
از مجموع این شاخصهای بحرانی مقدار عددی WQI برآورد می‌گردد.
(رابطه 4) ΣSIi=WQI
سپس وضعیت کیفی منابع آب شرب براساس شاخص یاد شده طبقه بندی می‌گردد.
جدول (4) طبقه بندی کیفیت چاه‌های آب شرب براساس (WQI)
محدوده شاخص | کیفیت آب |
کمتر از 50 | عالی ( بسیار خوب) |
50-100 | خوب |
100-200 | متوسط |
200-300 | بسیار ضعیف |
بیشتر از 300 | نامناسب برای اهداف آشامیدنی |
پهنه‌بندی شاخص WQI
درمرحله پایانی با مشخص شدن وضعیت کیفی چاه‌های آب شرب، پهنه‌بندی در نرم‌افزار ARC GIS10.2 با استفاده از ماژول اجرایی Topo to raster انجام گردید.
نتایج و بحث
محاسبه شاخص WQI
درمحاسبه شاخص WQI ابتدا از نمودار‌های استاندارد (تهیه شده توسط دانشگاه ویلوکس) این شاخص استفاده و برای هر کدام از پارامترها عیار آن محاسبه می‌شود. سپس با حاصل‌ضرب دوعامل Wi (جدول وزنی) و Qi و مجموع پارامترها، WQI بدست می‌آید.
در این بخش به منظور محاسبه شاخص کیفیت منابع آب (WQI)، میانگین سالانه داده‌های خام اخذ شده از شرکت آب و فاضلاب محاسبه شد. در جدول 5 میانگین پارامترها و میزان شاخص WQI محاسبه شده است و به ترتیب میزان شاخص از ردیف 1 تا 110 ارائه شده است.
جدول (5) مقادیر میانگین پارامترها و شاخصWQI برای منابع آب شرب شهرستان مورد پژوهش
ردیف | نام منبع | pH | TDS | TH | Ca | Mg | Na | NO3 | SO4 | CL | WQI | وضعیت |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | چشمه قلعه شير | 8.2 | 221.0 | 169.68 | 50.10 | 10.67 | 5.92 | 9.17 | 18.20 | 8.87 | 26.35 | عالی |
2 | چشمه ميانسرا | 8.2 | 256.1 | 123.22 | 32.32 | 10.18 | 32.20 | 9.41 | 27.80 | 17.26 | 27.22 | عالی |
3 | چشمه مومن اباد | 8.2 | 226.9 | 173.72 | 40.40 | 17.45 | 8.20 | 4.13 | 23.80 | 9.86 | 28.55 | عالی |
4 | چشمه بزد | 8.5 | 253.5 | 133.32 | 35.55 | 10.67 | 28.38 | 7.11 | 58.80 | 14.79 | 28.58 | عالی |
5 | چشمه کاريزان | 8.2 | 260.0 | 185.84 | 48.48 | 15.51 | 9.60 | 5.35 | 22.00 | 10.85 | 29.33 | عالی |
6 | قنات فيروز كوه | 8.3 | 297.1 | 206.04 | 71.10 | 14.54 | 18.04 | 18.14 | 51.20 | 14.79 | 37.44 | عالی |
7 | چاه دستي بيد ستان | 8.3 | 360.1 | 210.08 | 45.25 | 23.27 | 32.00 | 8.05 | 52.14 | 15.70 | 40.34 | عالی |
8 | چشمه رونج | 8.4 | 322.4 | 220.18 | 44.44 | 26.18 | 15.10 | 3.44 | 81.00 | 15.78 | 40.42 | عالی |
9 | قنات سياه خوله | 8.3 | 437.5 | 100.00 | 14.46 | 15.61 | 105.00 | 7.10 | 57.50 | 74.00 | 40.69 | عالی |
10 | چشمه بيدك | 8.1 | 398.7 | 213.00 | 56.85 | 17.26 | 53.90 | 8.60 | 49.30 | 31.58 | 40.71 | عالی |
11 | چشمه باغك سفلي | 8.1 | 277.6 | 194.04 | 58.61 | 11.41 | 15.80 | 40.10 | 29.80 | 12.77 | 41.09 | عالی |
12 | چشمه کلاته اقا محمد | 8.2 | 310.1 | 234.32 | 70.00 | 23.76 | 9.60 | 15.31 | 45.60 | 14.79 | 41.47 | عالی |
13 | قنات درخت بيد | 8.3 | 445.6 | 110.00 | 12.85 | 19.02 | 100.00 | 12.60 | 66.80 | 50.00 | 43.62 | عالی |
14 | قنات بني تاك | 8.4 | 459.0 | 108.00 | 11.25 | 19.51 | 105.00 | 9.90 | 66.50 | 74.00 | 44.74 | عالی |
15 | چشمه حسنک | 7.9 | 421.2 | 258.56 | 54.14 | 29.57 | 31.60 | 0.00 | 47.70 | 40.43 | 44.92 | عالی |
16 | چاه عميق قلعه سرخ | 8.4 | 454.3 | 145.44 | 29.09 | 17.45 | 93.75 | 10.05 | 105.00 | 40.42 | 45.20 | عالی |
17 | چاه عميق كلاته بزرگ | 8 | 366.6 | 226.24 | 48.48 | 25.21 | 32.10 | 10.72 | 86.00 | 22.67 | 45.21 | عالی |
18 | قنات ابدال اباد | 7.3 | 429.6 | 258.56 | 66.26 | 22.30 | 34.75 | 3.68 | 100.00 | 35.40 | 45.57 | عالی |
19 | قنات قلعه گك | 7.9 | 403.0 | 276.74 | 80.80 | 17.94 | 20.20 | 15.26 | 107.00 | 17.75 | 46.69 | عالی |
20 | چاه شماره 17 مجنمع امامت | 8 | 515.0 | 144.00 | 35.20 | 14.20 | 127.00 | 8.70 | 105.00 | 68.00 | 47.84 | عالی |
21 | چاه عميق خيراباد | 8.5 | 445.9 | 189.88 | 34.74 | 24.73 | 71.25 | 7.91 | 120.00 | 51.27 | 49.90 | عالی |
22 | چاه بدال | 8 | 459.0 | 213.60 | 50.54 | 21.26 | 60.00 | 19.42 | 82.70 | 52.60 | 50.75 | خوب |
23 | چشمه قلعه گگ | 7.8 | 428.4 | 304.00 | 78.40 | 25.90 | 24.30 | 11.96 | 94.12 | 26.88 | 51.09 | خوب |
24 | چاه عميق تقي اباد | 8.2 | 513.5 | 157.56 | 29.88 | 20.36 | 110.50 | 10.58 | 168.00 | 48.30 | 53.38 | خوب |
25 | چاه شماره 6 مجنمع ولايت | 7.9 | 421.0 | 180.00 | 32.30 | 22.40 | 132.00 | 7.10 | 118.00 | 90.00 | 53.56 | خوب |
26 | چشمه | 7.3 | 489.0 | 152.00 | 12.55 | 29.00 | 140.01 | 4.74 | 86.36 | 95.19 | 54.33 | خوب |
27 | چشمه شاه توت | 7.9 | 538.7 | 249.70 | 60.92 | 23.74 | 35.25 | 12.00 | 120.00 | 97.00 | 55.30 | خوب |
28 | قنات2 جنت آباد | 7.7 | 434.8 | 326.40 | 68.54 | 37.21 | 80.00 | 4.20 | 13.55 | 52.40 | 55.64 | خوب |
29 | چشمه جنت آباد | 8.2 | 423.4 | 215.00 | 19.50 | 50.30 | 51.60 | 10.00 | 25.00 | 51.00 | 56.52 | خوب |
30 | چشمه سنگ آتش | 7.9 | 493.4 | 262.60 | 72.72 | 19.39 | 55.00 | 27.17 | 139.00 | 33.03 | 57.30 | خوب |
31 | قنات کلاته سفيد | 8.2 | 513.5 | 328.68 | 65.74 | 39.44 | 40.00 | 1.26 | 95.00 | 19.64 | 57.32 | خوب |
32 | چاه شماره 5 مجنمع ولايت | 7.9 | 530.0 | 224.00 | 24.50 | 23.00 | 148.00 | 8.50 | 133.00 | 51.00 | 58.24 | خوب |
33 | چاه عميق جعفر اباد | 8.6 | 603.2 | 141.40 | 21.82 | 20.85 | 139.00 | 18.76 | 125.00 | 91.60 | 59.26 | خوب |
34 | منبع اسماعيل اباد گرجي | 8.5 | 640.9 | 159.58 | 32.32 | 18.91 | 153.00 | 11.19 | 162.00 | 76.91 | 59.52 | خوب |
35 | چاه عميق كلاته صوفي | 8.2 | 574.6 | 169.68 | 28.28 | 23.76 | 129.00 | 9.46 | 189.00 | 66.06 | 59.65 | خوب |
36 | چاه عميق حاجي اباد | 8.2 | 628.6 | 161.60 | 32.32 | 19.39 | 154.00 | 11.16 | 174.00 | 93.67 | 61.13 | خوب |
37 | چاه عميق کاريزنو | 8.5 | 617.5 | 189.88 | 27.47 | 29.09 | 129.00 | 10.95 | 110.00 | 90.71 | 61.51 | خوب |
38 | چاه عميق بزد | 8.4 | 640.3 | 159.58 | 31.51 | 19.39 | 153.00 | 11.15 | 210.00 | 75.92 | 62.27 | خوب |
39 | چاه شماره 18 مجنمع امامت | 7.9 | 437.0 | 228.00 | 40.80 | 30.42 | 147.00 | 11.10 | 102.00 | 120.00 | 63.17 | خوب |
40 | چاه عميق حسن اباد | 8.2 | 637.7 | 177.76 | 26.66 | 26.66 | 145.00 | 11.03 | 162.50 | 98.60 | 64.44 | خوب |
41 | چاه شماره رامامت | 7.8 | 483.1 | 260.00 | 31.20 | 43.68 | 99.28 | 11.12 | 98.30 | 70.00 | 65.41 | خوب |
42 | چاه شماره 9 مجنمع ولايت | 8.2 | 514.0 | 204.00 | 33.60 | 28.90 | 152.00 | 9.20 | 188.00 | 90.00 | 65.46 | خوب |
43 | قنات استاي عليا | 8.3 | 668.0 | 164.00 | 17.67 | 29.27 | 150.00 | 10.60 | 140.00 | 126.00 | 65.98 | خوب |
44 | چاه عميق سمنگان | 8.3 | 659.8 | 185.84 | 25.86 | 29.09 | 150.00 | 13.28 | 140.00 | 115.36 | 67.20 | خوب |
45 | چاه شماره 20 مجنمع امامت | 7.6 | 645.0 | 230.00 | 32.00 | 36.20 | 140.00 | 8.00 | 120.00 | 103.00 | 67.90 | خوب |
46 | چاه شماره 19 مجنمع امامت | 7.7 | 442.2 | 252.00 | 38.40 | 37.44 | 131.20 | 10.93 | 182.24 | 100.00 | 69.84 | خوب |
47 | چاه عميق خرم اباد | 8 | 638.3 | 246.44 | 51.71 | 28.12 | 119.10 | 10.08 | 246.00 | 83.81 | 70.25 | خوب |
48 | چشمه مميزاب | 7.9 | 636.5 | 260.00 | 52.80 | 30.72 | 150.00 | 20.49 | 151.36 | 46.11 | 70.51 | خوب |
49 | چشمه بشير آباد | 8 | 518.0 | 332.00 | 36.80 | 57.60 | 80.00 | 9.10 | 74.20 | 33.30 | 70.85 | خوب |
50 | چشمه پلورزه | 7.9 | 598.0 | 412.08 | 106.66 | 34.91 | 35.00 | 1.17 | 290.07 | 23.52 | 71.44 | خوب |
51 | چاه عميق محموداباد سفلي | 8.2 | 729.3 | 175.74 | 27.47 | 25.69 | 177.00 | 12.67 | 210.00 | 129.17 | 72.58 | خوب |
52 | چاه عميق كلاته فاضل | 8.3 | 735.8 | 171.70 | 27.47 | 24.73 | 181.00 | 11.84 | 214.00 | 135.08 | 72.59 | خوب |
53 | چاه شماره 4 مجنمع ولايت | 7.8 | 666.0 | 284.00 | 36.50 | 20.10 | 182.00 | 9.50 | 233.00 | 98.00 | 73.12 | خوب |
54 | چاه عميق سمسراي سفلي | 8.2 | 615.5 | 327.24 | 65.45 | 39.27 | 75.00 | 15.08 | 184.70 | 67.04 | 73.64 | خوب |
55 | چشمه خواجه طاعون | 7.2 | 642.5 | 372.00 | 75.20 | 44.16 | 155.00 | 9.89 | 102.40 | 58.69 | 76.96 | خوب |
56 | چاه عميق کاريزنو2 | 8.4 | 726.7 | 238.36 | 40.40 | 32.97 | 162.00 | 14.38 | 194.00 | 131.14 | 77.96 | خوب |
57 | چاه شماره 2 مجنمع غدير | 7.5 | 572.0 | 280.00 | 17.00 | 57.00 | 140.00 | 8.40 | 170.00 | 74.00 | 80.03 | خوب |
58 | چاه عميق جنگاه | 8.6 | 819.0 | 218.16 | 41.21 | 27.63 | 188.50 | 13.37 | 270.00 | 106.49 | 80.47 | خوب |
59 | چاه شماره 7 مجنمع ولايت | 7.9 | 630.0 | 204.00 | 42.00 | 28.70 | 230.00 | 8.00 | 290.00 | 170.00 | 82.25 | خوب |
60 | چاه شماره 8 مجنمع ولايت | 7.9 | 630.0 | 204.00 | 42.00 | 28.70 | 230.00 | 8.00 | 290.00 | 170.00 | 82.25 | خوب |
61 | چاه عميق لنگر | 8.3 | 756.0 | 294.92 | 46.86 | 42.66 | 141.00 | 15.46 | 230.00 | 75.92 | 83.68 | خوب |
62 | چاه شماره 1 مجنمع غدير | 7.6 | 630.0 | 304.00 | 40.00 | 50.00 | 155.00 | 8.60 | 250.00 | 90.00 | 85.52 | خوب |
63 | قنات مهدي آباد | 7.3 | 686.8 | 340.00 | 65.60 | 42.24 | 175.00 | 41.25 | 94.04 | 46.11 | 86.24 | خوب |
64 | چشمه تل | 7.3 | 668.0 | 432.00 | 83.20 | 53.76 | 150.00 | 15.00 | 196.44 | 19.92 | 89.41 | خوب |
65 | چاه شماره 2 مجنمع ولايت | 7.6 | 707.0 | 340.00 | 48.00 | 53.00 | 160.00 | 12.00 | 170.00 | 160.00 | 91.03 | خوب |
66 | چاه عميق امغان | 8.2 | 891.8 | 214.12 | 33.94 | 31.03 | 218.40 | 15.56 | 304.00 | 181.42 | 91.72 | خوب |
67 | چاه شماره 3 مجنمع ولايت | 7.7 | 707.0 | 340.00 | 32.00 | 62.80 | 170.00 | 14.80 | 210.00 | 120.00 | 97.22 | خوب |
68 | قنات سماخون | 8.3 | 1137.5 | 286.84 | 48.48 | 0.00 | 272.50 | 22.18 | 400.00 | 212.98 | 98.54 | خوب |
69 | چاه دستي چنار | 8.1 | 944.4 | 349.46 | 61.41 | 47.03 | 176.00 | 21.96 | 315.00 | 98.60 | 102.26 | متوسط |
70 | چشمه عبدالكريم | 7.4 | 676.7 | 496.00 | 96.00 | 61.44 | 160.00 | 17.22 | 202.80 | 117.37 | 103.63 | متوسط |
71 | چاه محمود آباد عليا | 8.2 | 1091.3 | 195.94 | 29.09 | 29.57 | 298.00 | 19.46 | 418.00 | 213.96 | 108.48 | متوسط |
72 | چاه عميق باغ سنگان عليا | 8.1 | 1184.3 | 218.16 | 76.76 | 49.93 | 233.00 | 14.43 | 436.00 | 162.69 | 112.48 | متوسط |
73 | چاه عميق رحيم اباد | 8.1 | 1082.2 | 351.48 | 69.49 | 42.66 | 207.80 | 16.53 | 385.00 | 211.99 | 113.17 | متوسط |
74 | چشمه قلعه سرخ | 7.4 | 1205.1 | 653.40 | 175.00 | 51.32 | 150.00 | 0.00 | 248.00 | 174.79 | 115.27 | متوسط |
75 | چاه شماره 1 مجنمع ولايت | 7.6 | 804.0 | 400.00 | 48.00 | 67.60 | 230.00 | 13.60 | 300.00 | 170.00 | 115.63 | متوسط |
76 | چشمه دوسنگ | 7.4 | 902.2 | 414.00 | 60.00 | 63.40 | 171.00 | 53.00 | 268.00 | 84.30 | 119.05 | متوسط |
77 | چشمه بدال | 7.6 | 1208.6 | 269.60 | 118.72 | 65.40 | 174.30 | 67.95 | 350.42 | 87.42 | 127.96 | متوسط |
78 | چاه شماره 3 مجتمع انقلاب | 7.5 | 1118.0 | 328.00 | 51.00 | 48.40 | 360.00 | 15.30 | 480.00 | 201.00 | 129.63 | متوسط |
79 | چاه عميق ياقوتين جديد | 8.6 | 1371.5 | 286.84 | 42.02 | 43.63 | 355.00 | 18.29 | 475.00 | 258.83 | 133.79 | متوسط |
80 | چاه عميق رضااباد | 8.3 | 1436.5 | 460.56 | 83.22 | 60.60 | 296.00 |
| 590.00 | 248.97 | 147.00 | متوسط |
81 | چاه شماره 3 - مجتمع کوثر | 7.8 | 1200.0 | 476.00 | 60.00 | 74.00 | 250.00 | 18.00 | 537.00 | 210.00 | 147.58 | متوسط |
82 | چاه اسلام آباد | 8.4 | 1488.5 | 381.78 | 58.98 | 56.24 | 347.50 | 12.17 | 550.00 | 273.62 | 148.76 | متوسط |
83 | چاه عميق محمد اباد | 8.3 | 1501.5 | 387.84 | 57.37 | 58.66 | 345.00 | 6.31 | 375.00 | 463.42 | 148.98 | متوسط |
84 | چاه عميق وكيل ا باد | 8.1 | 1488.5 | 395.92 | 58.98 | 59.63 | 332.50 | 6.64 | 395.00 | 451.10 | 149.22 | متوسط |
85 | چاه شماره 10 مجتمع کوثر | 7.4 | 1337.0 | 524.00 | 104.00 | 63.70 | 287.00 | 38.50 | 363.00 | 260.00 | 150.30 | متوسط |
86 | چاه شماره 9 مجتمع کوثر | 7.4 | 1350.0 | 420.00 | 72.00 | 58.00 | 300.00 | 45.00 | 510.00 | 250.00 | 153.21 | متوسط |
87 | چاه شماره 8 مجتمع کوثر | 7.4 | 1337.0 | 420.00 | 80.00 | 53.00 | 330.00 | 50.00 | 500.00 | 250.00 | 153.93 | متوسط |
88 | چاه شماره 1 | 7.2 | 2170.0 | 340.00 | 19.20 | 70.50 | 320.00 | 15.60 | 500.00 | 180.00 | 155.70 | متوسط |
89 | چاه عميق منصوريه | 8.1 | 1475.5 | 448.44 | 67.87 | 66.90 | 312.50 | 10.46 | 545.00 | 320.45 | 156.06 | متوسط |
90 | چاه عميق رحمت اباد | 8.6 | 1592.5 | 387.84 | 62.22 | 55.75 | 382.50 | 18.76 | 582.50 | 295.80 | 158.44 | متوسط |
91 | قنات چشمه گل | 8.5 | 1404.0 | 507.02 | 105.85 | 58.18 | 267.50 | 53.35 | 550.00 | 258.83 | 162.58 | متوسط |
92 | چاه شماره 2 مجتمع انقلاب | 7.5 | 2175.0 | 396.00 | 50.00 | 70.00 | 350.00 | 14.40 | 500.00 | 234.00 | 163.22 | متوسط |
93 | چاه عميق رباط | 8.4 | 1605.5 | 484.80 | 80.80 | 67.87 | 327.50 | 8.24 | 532.50 | 428.91 | 166.32 | متوسط |
94 | چاه شماره دو | 7.6 | 1241.0 | 440.00 | 12.00 | 99.00 | 370.00 | 23.10 | 540.00 | 270.00 | 171.38 | متوسط |
95 | چاه عميق ميخک | 8.3 | 1761.5 | 424.20 | 72.72 | 58.18 | 400.00 | 13.74 | 557.50 | 478.21 | 172.38 | متوسط |
96 | چاه شماره 12 مجتمع کوثر | 7.4 | 2121.0 | 454.00 | 64.00 | 71.00 | 330.00 | 22.00 | 570.00 | 270.00 | 172.81 | متوسط |
97 | چاه شماره 14 مجتمع کوثر | 7.5 | 1395.0 | 456.00 | 56.00 | 78.50 | 376.00 | 35.00 | 587.00 | 287.00 | 173.40 | متوسط |
98 | چاه شماره 7 - مجتمع آبرساني کوثر | 7.9 | 1445.0 | 360.00 | 80.00 | 67.50 | 375.00 | 68.00 | 590.00 | 280.00 | 175.51 | متوسط |
99 | چاه شماره يک | 7.6 | 1252.0 | 480.00 | 16.00 | 106.00 | 360.00 | 26.20 | 510.00 | 294.00 | 176.90 | متوسط |
100 | چاه شماره 2 - مجتمع آبرساني کوثر | 7.6 | 1480.0 | 572.00 | 49.60 | 107.52 | 304.58 | 10.00 | 621.22 | 314.00 | 184.13 | متوسط |
101 | چاه عميق خليلي | 8.2 | 1716.0 | 529.24 | 80.80 | 78.54 | 364.00 | 13.39 | 740.00 | 320.45 | 185.10 | متوسط |
102 | چاه شماره 13 - مجتمع آبرساني کوثر | 7.8 | 1093.0 | 580.00 | 80.00 | 91.00 | 365.00 | 55.00 | 640.00 | 280.00 | 189.21 | متوسط |
103 | چشمه يكه باغ | 7.9 | 1936.3 | 566.00 | 59.00 | 101.70 | 398.00 | 50.86 | 340.20 | 334.50 | 195.29 | متوسط |
104 | قنات ملوي عليا | 8.4 | 2008.5 | 599.94 | 122.00 | 70.78 | 442.50 | 38.55 | 857.50 | 369.75 | 213.61 | بسیار ضعیف |
105 | چاه عميق احيانو | 8.3 | 2418.0 | 747.40 | 133.32 | 99.38 | 515.00 | 19.00 | 839 | 626.11 | 252.78 | بسیار ضعیف |
106 | چاه دستي چاه مزار عليا | 7.7 | 2294.5 | 958.32 | 195.62 | 112.62 | 440.00 | 17.18 | 935 | 441.90 | 256.72 | بسیار ضعیف |
107 | چاه شماره 6 - مجتمع کوثر | 7.9 | 1929 | 830.00 | 80.00 | 155.80 | 370.00 | 85.00 | 820. | 270.00 | 266.44 | بسیار ضعیف |
108 | چاه دستي موسي آباد | 7.7 | 2489.5 | 928.00 | 150.00 | 132.50 | 529.90 | 70.50 | 1177. | 421.40 | 304.44 | نامناسب |
109 | چاه دستي يکه پسته | 8.2 | 2840.5 | 764.28 | 123.55 | 109.30 | 740. | 116.55 | 1270. | 503.27 | 331.63 | نامناسب |
110 | چاه دستي مزار سفلي | 7.9 | 3100.5 | 1279.0 | 248.69 | 157.77 | 605 | 161.7 | 1240. | 650.57 | 397.57 | نامناسب |
همانطور که در جدول مذکور مشاهده می‌گردد کمترین مقدار شاخص WQI در چشمه ی قلعه شیر( ایستگاه 1) به میزان 35/26با وضعیت عالی از نظر کیفیت و بالاترین مقدار شاخص در چاه دستی مزار سفلی ( ایستگاه 110) به میزان 57/397با وضعیت نامناسب مشاهده شد . ازتعداد کل چاهها، 21 عدد دارای وضعیت عالی، 47 چاه موقعیت خوب، 35 عدد وضعیت متوسط، 4 چاه وضعیت ضعیف و3 تای آنها موقعیت نامناسب دارند.
تحلیل آماری
جدول زیر مقادیر آماری شامل حداقل، حداکثر، میانگین، انحراف معیارو نتایج آزمون رگرسیون پارامترهای شاخص کیفیت آب را در منطقه مورد پژوهش نشان می‌دهد.
جدول (6) مقادیر آماری و تحلیل رگرسیون چندگانه پارامترهای اندازه گیری شده آب در منطقه مورد پژوهش
ضریب استاندارد شده Beta | خطای استانداردSE | Sig | رتبه | انحراف معیار | میانگین | حداکثر | حداقل | پارامتر | ردیف |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.002 | 3.56 | 0.01 | 7 | 0.37 | 7.98 | 86 |
| PH | 1 |
0/019 | 2.67 | 0.00 | 5 | 611 | 927 | 3100.5 | 221 | TDS | 2 |
0.011 | 3.49 | 0.01 | 6 | 37.28 | 57.7 | 248 | 11.25 | Ca | 3 |
0.001 | 1.04 | 0.00 | 8 | 30.34 | 45.88 | 157.77 | 10.67 | Mg | 4 |
0.073 | 8.94 | 0.00 | 1 | 142.06 | 196.29 | 740 | 5.92 | Na | 5 |
0.027 | 1.68 | 0.00 | 4 | 129.13 | 155.68 | 650.57 | 8.87 | Cl | 6 |
0.00 | 5.67 | 0.00 | 9 | 22.91 | 19.88 | 161.7 | 1.25 | No3 | 7 |
0.058 | 9.91 | 0.00 | 2 | 265.3 | 300.14 | 1270 | 13.55 | So4 | 8 |
0/056 | 1.22 | 0.00 | 3 | 192.2 | 331 | 1279 | 100 | TH | 9 |
با توجه به اینکه سطح معناداری (Sig) 9 پارامتر یاد شده از 05/0 کمتر می‌باشد نشان دهنده این امر هست که 9پارامتر یاد شده بر متغیر شاخص کیفیت آب تاثیر داشته اند. نتایج تحلیل رگرسیون در جدول فوق نشان داده شده است. ضریب استانداردشده Beta این آماره نشان دهنده ضریب رگرسیونی استاندارد شده هر یک از متغیرهای مستقل بر روی متغیر وابسته تحقیق می‌باشد و با استفاده از آن می‌توان سهم نسبی هر متغیر مستقل را در مدل مشخص کرد. به عبارت دیگر هر چه مقدار ضریب بتای یک متغیر بیشتر باشد نقش آن در پیش بینی تغییرات متغیر وابسته بیشتر است. باید توجه داشته باشیم که ضریب رگرسیونی استانداردشده براساس مقادیر انحراف معیار استاندار سنجیده می‌شود که در تفسیر باید آن را رعایت کنیم. به عنوان مثال ضریب بتای (073/0) نشان می‌دهد که تغییر یک انحراف استاندارد در متغیر سدیم باعث تغییر (073/0) انحراف استاندارد در متغیر وابسته شاخص کیفیت آب می‌شود. به همین دلیل است که تفسیر ضریب رگرسیون استاندارد شده نسبت به استاندارد نشده ارجحیت داد. به همین ترتیب ضریب بتای (058/0) نشان می‌دهد که تغییر یک انحراف استاندارد در متغیر سولفات باعث تغییر (058/0) انحراف استاندار در متغیر وابسته شاخص کیفیت آب می‌شود. با توجه به نتایج بالا می‌توان گفت پارامتر نیترات با ضریب بتای (000/0) به عنوان یکی از 9 پارامتر تاثیرگذار کمترین تاثیر را بر شاخص کیفیت آب دارد و پارامترهای سدیم و سولفات بیشترین اثر را بر متغیر وابسته مورد نظر در مطالعه یاد شده دارند. نتایج این بخش با نتایج اسلامی و همکاران (1397) مطابقت دارد. تحلیل آماری آنان با استفاده از رگرسیون چندگانه نشان می‌دهد که پارامترEC، TDS، آمونیاک، سدیم و منیزیم پارامترهای موثر در پایش کیفیت آب منطقه هستند. همچنین در مطالعات اسلامی و همکاران (1394)، پارامترهای کلرور، سدیم، سختی و قلیائیّت جزء پارامترهای موثر در شاخص کیفیت آب بودند.
نتایج آزمون کروسکال والیس
یکی از پیش فرض‌های آزمون کروسکال- والیس این می‌باشد که توزیع داده‌های متغیر وابسته باید غیرنرمال بوده برای پی بردن به نرمال بودن یا نبودن داده‌ها از آزمون کولموگروف- اسمیرنف استفاده گردید. در جدول فوق نتایج مربوط به آزمون نرمال بودن توزیع متغیر شاخص کیفیت آب در بین کاربری اراضی آروده شده است. همانطور که ملاحظه می‌شود شاخص کیفیت آب در بین کاربری اراضی از حالت غیرنرمال برخوردار است و فرض نرمال بودن توزیع رد می‌شود (sig≤0.00). جهت بررسی معنی دار بودن شاخص کیفیت آب با انواع کاربری اراضی منطقه آزمون کروسکال-والیس استفاده شد. با توجه به اینکه سطح معنادار (Sig) کمتر از 05/0 می‌باشد نشان دهنده تفاوت معنی دار بین کاربری اراضی و شاخص کیفیت آب می‌باشد. بدین ترتیب نقش کاربری اراضی در کیفیت آب محسوس می‌باشد. نتایج حاصل ازاین آزمون با نتایج نصرتی و همکاران (1398) مطابقت دارد آنها نیز در تحقیق خود نشان دادند بین کاربری اراضی و تغییرات کمی و کیفیت منابع آب زیرزمینی در شهرستان ملارد رابطه معنی داری وجود دارد.
جدول (7) آزمون کروسکال والیس بررسی معنی دار بودن شاخص کیفیت آب با انواع کاربری
ردیف | کاربری اراضی | تعداد چاه | میانگین رتبه | Sig |
|---|---|---|---|---|
1 | مراتع غیرمتراکم | 14 | 41/07 | 0.00 |
2 | اراضی کشاورزی آبی | 45 | 60 | |
3 | مناطق مسکونی یا شهری | 6 | 63 | |
4 | جنگل‌های نیمه انبوه | 4 | 41 | |
4 | مراتع تنک و فقیر | 21 | 51 | |
5 | اراضی زراعی دیم | 16 | 50 | |
6 | جنگل‌های تنک | 1 | 86 | |
7 | مراتع متراکم | 3 | 25 |
در مرحله پایانی با مشخص شدن وضعیت کیفی چاه‌های آب شرب، پهنه‌بندی در نرم افزار ARC GIS10.2 با استفاده از ماژول اجرایی Topo to raster انجام گردید.
علت پایین بودن کیفیت آب در بخش شمال غربی به دلیل قرار گرفتن چاه‌های دستی با عمق پایین می‌باشد که زمین در ورود آلاینده‌ها نتواسته است نقش فیلتر بودن خود را ایفا کند و همچین همانطور که در نقشه‌های پهنه بندی تغییرات پارامترها مشاهده گردید میزان پارامترهای اندازه گیری شده در نواحی که کیفیت آب پایین می‌باشد در برخی موارد بالاتر ازحد استاندارد است. افت سطح آب منابع زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه نیز یکی از عوامل موثر در پایین آمدن کیفیت آب می‌باشد. با توجه به رده بندی کیفی صورت گرفته برای سال 1399، 09/19 درصد از چاهها در رده عالی، 72/42 درصد از چاهها در رده خوب، 81/31 درصد از چاهها در رده متوسط، 63/3درصد از چاهها در رده صعیف و 2/72درصد از چاهها در رده نامناسب برای آشامیدنی قرار دارند). نتایج این بخش با نتایج مطالعات Kia et al , (2019) مطابقت دارد. آنها در ارزيابی تغييرات مکانی و زمانی کيفيت آب زيرزمينی با استفاده از WQI طی دو دهه در آبخوان استان گلستان به این نتیجه رسیدند که براساس شاخص مذکور اکثر چاهها یا منابع آب زیرزمینی در وضعیت بسیار خوب و خوب قرار دارد و مابقی در وضعیت کیفی صعیف و نامناسب می‌باشند. Eslami et al , (2018) در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که اکثر نمونه‌ها (منابع آب زیرزمینی) در گروه‌های بسیار خوب و خوب قرار دارند. براساس نتایج تحقیق Ranjbar et al, (2013) در دشت اشتهارد نیز شاخص کیفیت آب (WQI) در 5 رده عالی، خوب، ضعیف، خیلی ضعیف و نامناسب طبقه بندی گردید. (2013) Magesh et a.,در ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی در منطقه دیندیگوئل، تامیل نادو هند با استفاده از این شاخص و تکنیک‌های مربوطه به این نتیجه رسیدند که وجود نیترات در آبهای زیرزمینی ناشی از فعالیت‌های انسانی است. آنالیز شیمیایی پارامترها در این منطقه نشان داد که با توجه به استانداردهای کیفیت آبهای زیرزمینی، اغلب نمونه‌ها برای آب آشامیدنی مناسب هستند. علاوه بر این (2014) Kumar et al,، به پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی بوکاروکلفیلد در هند با استفاده از شاخص WQI پرداختند و نتایج نشان داد که درجات مختلفی از کیفیت آب در منطقه وجود دارد و 79 درصد از منطقه در وضعیت عالی تا خوب و 21 درصد در وضعیت ضعیف قرار دارد. همچنین (2014) Kalpana et al، در مطالعاتی که به کمک WQI و ارزیابی کیفی منابع آب به ترتیب در شهر ویدیاناگار و رانچی ایالت جارکند هند پرداختند، نتایج آنها حاکی از آن بود که اکثر نقاط (منابع آب زیرزمینی) دارای کیفیت بسیار خوب و خوب بودند.
نتیجه‌گیری
جهت بررسی کیفیت منابع آب زیرزمینی با استفاده از شاخص WQI در شهرستان تربت جام، آمار و اطلاعات کیفی منابع تامین آب شرب (چاه، چشمه و قنوات) در سال 1399 مورد تحقیق قرار گرفت. به این منظور میانگین سالانه پارامترهای کیفی 1- pH، 2- سختی کل (TH)، 3- جامدات محلول (TDS)، 4-کلسیم (Ca)، 5-منیزیم (Mg)، 6- سدیم (Na)،7 – نیترات (NO3)، 8-سولفات (SO4) و 9-کلرور جهت تهیه نقشه شاخص کیفیت منابع آب مورد استفاده قرار گرفتند.
سپاسگزاری
از شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی و شرکت آب و فاضلاب شهرستان تربت جام بابت در اختیار قرار دادن پارامترهای موردنیاز تشکر و قدردانی می‌گردد.
منابع
اسلامی، فاطمه.، شکوهی، رضا.، مظلومی، سجاد.، درویش متولی، محمد.، و سلاری، مهدی. (1396) .ارزیابی شاخص کیفیت آبWQI)) منابع آب زیرزمینی استان کرمان در سال 1394. مجله سلامت محیط کار، 3 (1) :48-58.
اسلامی،هادی.، رضوان، تاجیک.، اسماعیلی، مهدیه.، اسماعیلی، عباس.، و مبینی، محمد. (1398). ارزیابی کیفیت منابع آب آشامیدنی شهر رفسنجان با استفاده از مدل شاخص کیفیت آب در سال :1397 یک مطالعه توصیفی. مجله دانشگاه علوم پژشکی رفسنجان، 18: 985-996.
بهرامی، فرشته.، دستورانی، مهدی. (1398). ارزیابی کیفی آب زیرزمینی دشت سرایان با استفاده از شاخص. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 4(13): 1064-1074.
حسینی،هاشم.، شاکری، عطا.، رضایی، محسن.، دشتی برمکی، مجید.، و شهرکی، مهدی .(1397). کاربرد شاخص کیفیت آب WQIو هیدروژئوشیمی در ارزیابی کیفی آب سطحی، مخازن چاه نیمه استان سیستان و بلوچستان. مجله سلامت محیط زیست، 11(4): 575-586.
رنجبر،آرش.، سلطانی، جابر. (1392). ارزیابی کیفی آب زیرزمینی دشت اشتهارد با استفاده از شاخص کیفی .(WQI)اولین همایش نمایشگاه تخصصی محیط زیست، انرژی صنعت و پاک، آذر ماه، دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران.
زارعی،ایمان .، خوشناموند، مهدی. (1391). بررسی شاخصهای کیفیی آب شرب چاه‌های عمیق (مطالعه مور ی:شهر شیراز). اولین همایش ملی حفاظت برنامه ریزی محیط زیست، اسفندماه، دانشگاه آزاد. ص 7.
سلیمانی، سمیه.، محمودی قرائی، محمد.، قاسم زاده، فرشته.، و سیاره، علیرضا.(1392). بررسی تغییرات کیفی منابع آب باختر کوهسرخ با استفاده از شاخص GQIدر محیط .GIS مجله علوم زمین، 23 (89): 175-182.
شیری، ناصر.، و وحید نورانی.(1400). پهنه بندی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت تبریز را با استفاده از شاخص (WQI). نشریه هیدروژئولوژی دانشگاه تبریز3(5): 12-1.
فتحی، پژمان. (1390). ارزیابی کیفیت آب تالاب چغاخور با استفاده از بزرگ بی مهرگان کفزی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده منابع طبیعی، ص 80.
کردستانی، مجتبی.، نوحه گر، احمد و جانی زاده، سعید. (1398). پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از روش و روش‌های زمین آمار (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سیلوه). مجله علمی پژوهشی مهندسی اکوسیستم بیابان،8 (24): 95-108.
کيا، فرزانه.، قربانی، خليل.، و سالاری جزی، ميثم. (1398). ارزيابی تغييرات مکانی و زمانی کيفيت آب زيرزمينی با استفاده از WQI طی دو دهه در آبخوان استان گلستان. تحقيقات آب و خاک ايران50 (1): 40-51.
معتمدی راد، محمد.، گلی مختاری، لیلا.، بهرامی، شهرام و زنگنه اسدی، محمد علی. (1400). ارزيابي کيفيت منابع آبي از نظر شرب، کشاورزي و صنعت در آبخوان کارستي روئين اسفراين استان خراسان شمالي. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی،21 (62): 73-93.
Abbasnia, Abbas., Radfard, Majid., Mahvi, AmirHhossein., Nabizadeh, Ramin., Yousefi, Mahmood., Soleimani, Hamed., & Alimohammadi, Mahmood. (2018). Groundwater quality assessment for irrigation purposes based on irrigation water quality index and its zoning with GIS in the villages of Chabahar, Sistan and Baluchistan, Iran. Data in brief, 19:623-631.
Adimalla, Narsimha. (2019). Controlling factors and mechanism of groundwater quality variation in semiarid region of South India: an approach of water quality index (WQI) and health risk assessment (HRA). Environmental Geochemistry and Health, 1-28.
Asadi, S., Vuppala, P., Reddy, MA.(2007). Remote sensing and GIS techniques for evaluation of groundwater quality in municipal corporation of Hyderabad (Zone-V), India. International journal of environmental research and public health . 4(1):45-52.
Baghvand, A., Nasrabadi, T., Bidhendi, GN., Vosoogh A, Karbassi, A.,& Mehrdadi, N.(2010). Groundwater quality degradation of an aquifer in Iran central desert. Desalination. 260(1):264-75.
BamdadMachiani, Salman., Khaledian, MohhammaReza., Rezaei, Mojtaba., & Tajdari, Khosro. (2014). Evaluation of groundwater quality in Gilan province for agricultural and industrial uses. J, Irrigation Drain., 8(2), 246-256.
Bhardwaj, V., Singh, DS., Singh, A.(2010). Hydrogeochemistry of groundwater and anthropogenic control over dolomitization reactions in alluvial sediments of the Deoria district: Ganga plain, India. Environmental Earth Sciences. 59(5):1099-109.
Causapé, J., Auqué, L., Gimeno, MJ., Mandado, J., Quílez, D., & Aragüés, R.(2004). Irrigation effects on the salinity of the Arba and Riguel Rivers (Spain): present diagnosis and expected evolution using geochemical models. Environmental Geology. 45(5):703-15.
HosseiniMoghari, Seyed Mohammad., Ebrahimi, Kumars., & Azarnivand, Ali. (2015). Groundwater quality assessment with respect to fuzzy water quality index (FWQI): an application of expert systems in environmental monitoring. Environmental Earth Sciences, 74 (10):7229-7238.
Kalpana, G.R., Nagarajappa, D.P., Sham Sunder, K.M., &Suresh, B. (2014). Determination of Groundwater Quality Index in Vidyanagar, Davanagere city, Karnataka State, India. International Journal of Engineering and Innovative Technology(IJEIT), 3(12).
KrishanGopal, Singh., Surjee, CP., Kumar, PKGarg., Gurjar, Suman., NC, Ghosh., & Chaudhary, Anju., (2016). Assessment of Groundwater Quality for Drinking Purpose by Using Water Quality Index (WQI) in Muzaffarnagar and Shamli Districts, Uttar Pradesh, India. Hydrol Current Res; 7(227): 1-4.
Kumar, Tiwari., Ashwani, Singh Kumar., & Mukesh, Kumar Mahato .(2014). GIS-based of evaluation of warwe quality index of groundwater resources inWest Bokaro Coalfield, India. Current world Environment, 9(3):843-850.
Magesh, N., Chandrasekar.(2013). N. Evaluation of spatial variations in groundwater quality by WQI and GIS technique: a case study of Virudunagar District, Tamil Nadu, India. Arabian journal of Geosciences. 6(6):1883-98.
Milovanovic, Mimoza. (2007). Water quality assessment and determination of pollution sources along the Axios/Vardar River, Southeastern Europe. Desalination 213(1): 159-73.
Mohebbi, Mohammad Reza., Saeedi, Reza., Montazeri, Ahmad., VaghefiKooshiar, Azam., Labbafi, Sharaeh., Oktaie, Sogol., Abtahi, Mehrnoosh., & Mohagheghian, Azita. (2013). Assessment of water quality in groundwater resources of Iran using a modified drinking water quality index (DWQI). Ecolindic; 30: 28-34.
Nasrabadi T, Maedeh PA. Groundwater quality degradation of urban areas (case study: Tehran city ,Iran). International Journal of Environmental Science and Technology. 2014;11(2):293-302.
Neto, BR., Hauser-Davis, R., Lobato, T., Saraiva, A., Brandão, I & Oliveira, T.(2014). Estimating Physicochemical Parameters and Metal Concentrations in Hydroelectric Reservoirs by Virtual Sensors: A Case Study in the Amazon Region. Computer Science and Engineering. 4(2):43-53.
Pal, A., Kumari, A., Zaidi, J.(2013). Water quality index (WQI) of three historical lakes in Mahoba District of Bundelkhand Region, Uttar Pradesh, India. Asian Journal of Science and Technology. 4(10):048-53.
Rabeiy, Ragab Elsayed. (2017). Assessment and modeling of groundwater quality using WQI and GIS in Upper Egypt area. Environmental Science and Pollution Research, 25 (31): 808- 817. 14.
Ramakrishnaiah, C., Sadashivaiah, C & Ranganna, G.(2009). Assessment of water quality index for the groundwater in Tumkur Taluk, Karnataka State, India. Journal of Chemistry. 2009;6(2):523-30.
Reza, R., Singh, G.(2010). Assessment of ground water quality status by using water quality index method in Orissa, India. World Applied Sciences Journal. 9(12):1392-7.
Rizwan, Reza., Singh, Gurdeep.(2010). Assessment of Ground Water Quality Status by Using Water Quality Index Method in Orissa, India. World Applied Sciencess Journal 9(12):1392-1397.
Sánchez, E., Colmenarejo, MF., Vicente, J., Rubio, A., García, MG & Travieso, L.(2007). Use of the water quality index and dissolved oxygen deficit as simple indicators of watersheds pollution. Ecological Indicators. 7(2):315-28.
Varol, S., Davraz, A.(2015). Evaluation of the groundwater quality with WQI (Water Quality Index) and multivariate analysis: a case study of the Tefenni plain (Burdur/Turkey). Environmental Earth Sciences. 73(4):1725-44.
Vasanthavigar M, Srinivasamoorthy K, Vijayaragavan K, Ganthi RR, Chidambaram S, Anandhan P, et al. Application of water quality index for groundwater quality assessment: Thirumanimuttar sub- basin, Tamilnadu, India. Environmental monitoring and assessment. 2010;171(1-4):595-609.
Yogendra, KP.(2008). Determination of water quality index and suitability of urban water body in Shimoga Town, Karnataka. Conference Proceedings of the 12th World Lake Conference,Taal
