ارزیابی و برآورد تغییرات کیفیت آب با استفاده از نقشه‌های پهنه‌بندی و نرم‌افزار تحقیقاتی توسعه‌یافته (بررسی موردی: رودخانه پیربازار)

سابقه و هدف: رودخانه ها از مهمترین منابع آبی و اکوسیستم‌های مهم و آسیب‌‌پذیر داخل خشکی به حساب می‌‌آیند. امروزه به علت مصرف بی‌‌رویه آب و آلوده شدن آب رودخانه‌‌‌ها توسط منابع غیرطبیعی و انسانی، کیفیت این نوع منابع آبی تهدید شده است. رودخانه پیربازار و تالاب انزلی در دو دهه گذشته دچار یوتروفیکاسیون شدید شده است؛ به همین دلیل ارزیابی و برآورد تغییرات کیفیت آب مصب رودخانه اصلی تغذیه‌کننده تالاب انزلی (رودخانه پیربازار)، در اولویت قرار دارد.  مواد و روش‌ها: این پژوهش وضعیت یوتریفیکاسیون و پیش‌بینی تغییرات زمانیمکانی غلظت مواد مغذی مانند آمونیاک نیتروژن (nh₃n)، نیترات (no₃n) یا به‌طورکلی نیتروژن کل (tn)، فسفر (po₄³) و یا tp، اکسیژن محلول (do) را در رودخانه پیربازار بررسی و ارزیابی می‌کند. نمونه‌گیری از 10 نقطه حوضه آبریز طی مدت 18 ماه از دی 1393 تا پایان خرداد 1395 انجام شد. هدف این پژوهش تهیه نقشه پهنه‌بندی و برآورد دقیق وضعیت پارامترهای کیفی موجود و آینده حوضه آبی با استفاده از نقشه‌های پهنه‌بندی و نرم‌افزار تحقیقاتی توسعه‌یافته توسط نگارندگان و بهره‌گیری از پنج روش درون‌یابی کریجینگ، اسپلاس، رگرسیون چندجمله‌ای، عکس فاصله، چندجمله‌ای موضعی و انتخاب روش بهینه است. انتخاب بهترین روش با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل و بر اساس معیار ارزیابی جذر میانگین مجموع مربعات خطا (rmse) صورت گرفت. p dir=rtl>  نتایج و بحث:  نتایج نشان داد که در این حوضه آبریز روش رگرسیون چندجمله‌ای مرتبه 2 (با میانگین 2075/0 rmse =  برای نیتروژن کل و 1475/0rmse =  برای فسفر کل) برای برآورد غلظت نیترات و فسفات در حوضه آبریز، بهترین روش بوده و روش چندجمله‌ای موضعی با توان 10 از مرتبه 3 (با میانگین 331/0rmse = برای نیتروژن کل و 22/0rmse = برای فسفر کل)  بدترین روش در مقایسه با سایر روش‌ها است. برای تهیه نقشه پهنه‌بندی، ابتداء نقشه‌های ماهانه و سپس نقشه‌های فصلی توزیع مکانی غلظت نیترات و فسفات ایجاد شدند و تغییرات زمانی (فصلی) مواد مغذی در دهانه ورودی به تالاب (مصب رودخانه پیربازار) بیان شد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت مواد مغذی آب رودخانه پیربازار (616/0 میلی‌گرم در لیتر برای نیتروژن کل و 325/0 میلی‌گرم در لیتر برای فسفر کل)، طبق دستورعمل اروپایی 80/778/eec و استاندارد oecd بالاتر از حد مجاز هستند (حد مجاز این ماده در حالت عادی و در بیشتر آب‌های شیرین 1/0 تا 5/0 میلی‌گرم در لیتر برای نیتروژن کل و 01/0 تا 1/0 میلی‌گرم در لیتر برای فسفر کل است). همچنین طبق نتایج به‌دست‌آمده از این نرم‌افزار، متوسط نسبت نیتروژن کل به فسفر کل (tn/tp) در ورودی تالاب، ماکزیمم مقدار (7/33) بوده که بالاتر از حد مجاز 16 است. بنابراین آب منطقه در شرایط نوع یوتروفیک پیشرفته و بحرانی قرار دارد. با توجه به مقدار مثبت و بالای ضریب همبستگی برای فسفر کل و نیتروژن کل که بین 87/0 تا 918/0 (میانگین 894/0) به دست آمد، می‌توان استدلال کرد که فسفر و نیتروژن در این حوضه آبی به احتمال زیاد دارای منشاء یکسان و مشترکی هستند؛ ضمن اینکه مقدار ضریب عملکرد نیز بین 187/0 تا 721/0 متغیر بوده که به ترتیب برای نیترات و فسفات بهترین عملکرد را نشان داده است. p dir=rtl>  نتیجه‌گیری: با استفاده از نقشه‌های پهنه‌بندی و بهره‌گیری از تکنیک بهترین روش درون‌یابی می‌توان تغییرات پارامترهای کیفیت آب را با دقت زیاد ارزیابی و برآورد کرد. پیش‌بینی‌های حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد متوسط غلظت سالیانه آمونیوم، نیترات، نیتریت، فسفات و املاح محلول در آب رودخانه پیربازار در سال 1400 و 1410 به ترتیب حدود 2/1%، 2/3%، 32%، 5%، 7%  و 4/3%، 9%، 87%، 14%، 5/16%  نسبت به وضعیت کنونی، افزایش رشد خواهند داشت که در نوع خود یک یافته جدید محسوب می‌شود که در مدیریت کیفی حوضه آبریز یک نوآوری قابل اعتماد است.