ارزیابی کیفیت آب رودخانه هراز با کاربرد شاخص‌های کیفی IRWQI، NSFWQI و CCMEWQI و بهینه‌سازی به‌روش سطح پاسخ (RSM)

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

3 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

doi
10.22059/jwim.2025.398878.1247
چکیده

رودخانه‌ها به‌عنوان یکی از منابع اصلی تأمین آب، نقش حیاتی در تأمین نیازهای زیست‌محیطی، کشاورزی و انسانی دارند. بررسی کیفیت آب این منابع با هدف مدیریت پایدار و کاهش مخاطرات زیست‌محیطی، امری ضروری است. انتخاب شاخص مناسب برای ارزیابی کیفیت آب سطحی، یکی از چالش‌های کلیدی در مدیریت منابع آب است. در این مطالعه، با هدف مقایسه سه شاخص پرکاربرد کیفیت آب شامل شاخص ملی ایران (IRWQI)، شاخص بنیاد ملی بهداشت (NSFWQI) و شاخص شورای وزرای محیط زیست کانادا (CCMEWQI)، داده‌های حاصل از نمونه‌برداری در رودخانه هراز (نُه ایستگاه در دو فصل زمستان و تابستان) به‌عنوان نمونه مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد هر سه شاخص توانایی طبقه‌بندی نسبی کیفیت آب را دارند، اما تفاوت‌هایی در میزان حساسیت و تفکیک‌پذیری آن‌ها مشاهده شد، به‌طوری‌که شاخص NSFWQI در اغلب موارد نتایج خوش‌بینانه‌تری ارائه داد. هم‌چنین برای تحلیل تأثیر پارامترهای مختلف بر خروجی هر شاخص و بهینه‌سازی مدل‌سازی کیفی، از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد.  نتایج بیانگر آن است که در فصل تابستان پارامترهای نیترات، فسفات، اکسیژن محلول و آمونیوم به‌ترتیب دارای اهمیت بالاتری می‌باشند و در مجموع 83 درصد را در بر می‌گیرد و در فصل زمستان پارامترهای اکسیژن‌خواهی بیولوژیکی و شیمیایی، سختی کل و اسیدیته به‌ترتیب دارای اهمیت بالایی می باشند و در مجموع 82 درصد را در بر می‌گیرد. وضعیت کیفیت آب براساس شاخص NSFWQI در فصل تابستان پایین‌تر از فصل زمستان است. در فصل زمستان 100 درصد از ایستگاه‌ها دارای کیفیت متوسط و خوب می‌باشد، اما در فصل تابستان حدود 34 درصد در وضعیت متوسط و خوب قرار دارند. هم‌چنین بر مبنای این شاخص در امتداد رودخانه شاهد روند کاهش کیفیت آب در هر دو فصل می‌باشیم. این پژوهش نشان می‌دهد که انتخاب شاخص می‌تواند بر تفسیر وضعیت کیفی آب تأثیرگذار باشد و ترکیب آن با روش‌های آماری مانند RSM می‌تواند ابزار مؤثری برای مدیریت کیفی منابع سطحی در سایر رودخانه‌ها نیز فراهم کند.