تعیین ایستگاه‌ها و پارامترهای مهم فیزیکوشیمیایی سنجش کیفیت آب سطحی حوضه گرگانرود با روش‌های آماری چند متغیره

آگاهی از کیفیت منابع آب یکی از نیازمندی‌های مهم در برنامه‌ریزی و توسعه منابع آب و حفاظت و کنترل آن‌هاست. هدف پژوهش حاضر تعیین ایستگاه‌ها و پارامترهای فیزیکوشیمیایی مهم در برآورد تغییرات کیفیت آب سطحی در حوضه گرگانرود واقع در استان گلستان است. در این پژوهش از روش‌های آماری چند متغیره شامل تحلیل خوشه‌ای، تحلیل مولفه‌های اصلی و تحلیل عامل‌ها استفاده شده است. آمار 19 ایستگاه پایش در یک دوره زمانی 23 ساله (13971375) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سپس 11 پارامتر کیفیت آب شامل سدیم، کلسیم، پتاسیم، منیزیم، سولفات، کلر، بی‌کربنات، ph، هدایت الکتریکی، مجموع املاح محلول و سختی کل ارزیابی شدند. در تحلیل مولفه‌های اصلی، مقادیر ویژه در سه مولفه اول در مجموع 95.47 درصد واریانس کل داده‌ها را توجیه می‌نماید. در مولفه اول ایستگاه‌های تقی‌آباد، شیرآباد و نوده نقش کم‌تری در توجیه تغییرات سالانه پارامترهای کیفیت آب حوضه گرگانرود دارند. با توجه به بهبود ضریب تبیین معادلات رگرسیونی و با حذف ایستگاه‌هایی با اهمیت کم‌تر می‌توان گفت که بهبود کارایی شبکه پایش با کاهش تعدادی از ایستگاه‌ها (از 19 به 16) و هم‌چنین کاهش هزینه‌های ثبت داده‌ها و افزایش ارزش اطلاعاتی آن‌ها امکان‌پذیر است. هم‌چنین در تحلیل عاملی 97.98 درصد واریانس جامعه توسط سه مولفه اول پارامترها به‌دست آمد که در میان آن‌ها سختی کل (0.989) و هدایت الکتریکی (0.987) دارای بیش‌ترین بار عاملی در مولفه اول و ph (0.984) و بی‌کربنات (0.475) در مولفه دوم در تغییرات کیفیت منابع آب سطحی منطقه مورد مطالعه اهمیت بیش‌تری دارند. بنابراین تعیین عامل‌های مهم و موثر در کیفیت آب می‌توان در اتخاذ تصمیم‌های بهتر و اقتصادی‌تر در مدیریت و طراحی شبکه‌های پایش کیفیت آب به مدیران کمک نمود.

determining the important stations and physicochemical parameters of surface water quality measurement in gorgan-rud basin (iran) using multivariate statistical techniques

this study focuses on evaluating the effectiveness of surface water quality monitoring network and identify monitoring stations and water quality parameters, which are important in assessing annual variations of water quality in gorganrud basin, golestan province. cluster analysis (ca) was used to sort cases (monitoring points) into groups. principal component analysis (pca) and factor analysis (fa) techniques were applied for these objectives. in this study water quality data of nineteen water quality monitoring stations over a 23year time period (19962018), were analysed. principal component analysis has determined a reduced number of three principal components that explain over 95.47 % of the data set variance. results indicated that three monitoring stations (taghiabad, shirabad, and nodeh) were identified as less important in explaining the annual variance of the water quality parameters. based on the coefficient of determination improvements of regression relations, concluded that removing of the less important stations (from 19 to 16) can help the cost effectiveness and meaningful data collection of the monitoring network in the study domain. in addition, results revealed more important water quality parameters. results shows that total hardness and ec are most important parameters at first component and in the second component, ph and hco3 are appropriate for assessing variations of water quality in the gorganrud basin. the clustering procedure highlighted two different groups in which the sampling sites have similar characteristics.