معرفی شاخص جدید کیفیت منابع آب سطحی جهت مصارف شرب با استفاده از روش های چندمتغیره آماری (مطالعه موردی: رودخانه سفیدرود)

هدف از تحقیق حاضر توسعه و معرفی یک شاخص جدید کیفیت آب شرب (SDWQI)، با استفاده از پارامترهای کیفی اندازه گیری شده در ایستگاه های هیدرومتری رودخانه سفیدرود است. به این منظور ۱۲ پارامتر کیفی ماهانه شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH)، اسیدیته (pH)، کلر (Cl-)، سولفات (SO۴-۲)، کربنات (CO۳-۲)، بی کربنات (HCO۳-)، منیزیم (Mg۲+)، سدیم (Na+)، کلسیم (Ca۲+) و پتاسیم (K+) طی دوره آماری ۱۳۶۶-۹۹ در ایستگاه های هیدرومتری رودبار و آستانه واقع در رودخانه سفیدرود استفاده شده است. پس از پردازش های اولیه روی داده ها مانند تحلیل همبستگی پارامترها، از روش های چندمتغیره آماری مانند خوشه بندی و تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) به منظور انتخاب و وزن دهی پارامترهای کیفیت آب با استفاده از بسته های “cluster” و “factoextra” در نرم افزار R ۴.۱.۱ برای توسعه شاخص جدید کیفیت آب استفاده شده است. نتایج شاخص جدید توسعه داده شده با شاخص کیفیت آب شرب سازمان بهداشت جهانی (WHO) و دسته بندی کیفیت آب شرب شولر مقایسه شده است. وزن دهی پارامترها با استفاده از روش PCA حاکی از اختصاص بیشترین و کمترین وزن به ترتیب به پارامترهای TDS و K+ و برابر ۱۶۳/۰ و ۰۳۱/۰ می باشد. همچنین نتایج حاکی از پوشش ۳/۵۹ و ۶/۶۷ درصدی مولفه های اصلی اول و دوم از واریانس تغییرات کل پارامترهای کیفیت آب مورد بررسی به ترتیب در ایستگاه های رودبار و آستانه می باشد. نتایج دسته بندی کیفیت آب بیانگر قرار گرفتن به ترتیب (۵/۴۰، ۴/۱۶ و ۷/۲۳ درصد) و (۱/۹۰، ۱/۷۳ و ۳/۵۷ درصد) داده های ایستگاه های رودبار و آستانه در رده ی خوب و عالی جهت مصارف شرب بر اساس دسته بندی شولر، شاخص WHO و شاخص جدید می باشد.

کلیدواژه ها:

ایستگاه هیدرومتری ، پارامترهای کیفیت آب ، خوشه بندی ، رودخانه سفیدرود ، شاخص کیفیت آب