تحلیل چندمتغیره کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از توابع مفصل ارشمیدسی (مطالعه موردی: دشت شهرکرد)
نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران
2 گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
3 گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران
4 گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران , گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
5 گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران
doi
10.22084/nfag.2021.24951.1483چکیده
تاکنون مطالعات مختلفی در زمینه بررسی و مدلسازی تغییرات کیفی آب انجام شده، اما کمتر به تحلیل چندمتغیره کیفیت آب زیرزمینی پرداخته شده است. در این پژوهش، رویکردی نوین برای تحلیل چندمتغیره پارامترهای کیفی آب زیرزمینی با استفاده از توابع مفصل ارائه گردید. از آنجائیکه دادههای کیفی آب دارای چولگی بوده و پیشفرض نرمال بودن توزیع دادهها معمولاً برقرار نمی باشد، لذا در این تحقیق، توابع مفصل ارشمیدسی برای ایجاد توزیع چندمتغیره پارامترهای کیفی آب شامل K+، Mg2+ ، Na+، 2+ Ca، Cl-، ، ، SAR، EC، pH، TDS و TH بکار گرفته شد. برای این منظور از دادههای کیفی آب 24 حلقه چاه مشاهداتی در دشت شهرکرد استفاده گردید. سپس ساختار همبستگی هر جفت پارامتر کیفی مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین بهترین توزیع تک متغیره برای هر یک از پارامترهای کیفی، برازش ده تابع مفصل مختلف برای ایجاد توزیع چندمتغیره مورد آزمون قرار گرفت. نتایج حاصل از برازش توزیعها نشان داد که تابع توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) بهترین برازش را بر پارامترهای کیفی مورد مطالعه دارد. همچنین نتایج حاصل از برازش توابع مفصل نشان داد که تابع مفصل جو بهترین برازش را بر دادههای مشاهداتی دارد و پس از آن، توابع مفصل کلایتون و فارلی- گامبل- مورگن- اشترن در رتبههای بعدی قرار دارند. نتایج حاصل از تحلیل همبستگی نشان داد که بالاترین میزان همبستگی بر اساس ضرایب همبستگی پیرسون، راو اسپیرمن و تاو کندال مربوط به جفت پارامترهای (SAR, Na) و (EC, TDS) با ضریب همبستگی بالای 9/0 میباشد. نتایج حاصل از مقایسه مفصل تئوری با مفصل تجربی، معیارهای نکوئی برازش برای آنها (ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب نش ساتکلیف، معیار اطلاعات آکائیکه و بیزین) بترتیب RMSE=0.031,0.036، NSE= -0.0271,-0.0351، AIC=66,65.5 و BIC=-6.4,-6.9 بدست آمد، که نتایج حاصل از این اعداد به نوبه خود حاکی از برتر بودن تابع مفصل جو در تحلیلهای چندمتغیره کیفی آبهای زیرزمینی میباشد. آگاهی از وضعیت کیفی منابع آب زیرزمینی، از جمله فواید استفاده از روشهای تحلیل چندمتغیره در مطالعات کیفی آبهای زیرزمینی میباشد.