مقایسه عملکرد روش‌های جبری و زمین‌آمار در تعیین تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت بروجن

رشد جمعیت و افزایش استفاده از منابع آب برای استفاده‌های کشاورزی، صنعتی و شرب از عوامل اصلی کاهش کیفیت و آلودگی آب‌های زیرزمینی است. به‌سبب بهره برداری بی‌رویه منابع آب زیرزمینی در دشت حاصلخیز بروجن طی سالیان اخیر، این منطقه به‌عنوان دشت ممنوعه بحرانی شناخته شده است. هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی کیفیت آب زیرزمینی در آبخوان دشت بروجن با استفاده از روش‌های تحلیل مکانی جبری و زمین‌آماری می‌باشد. بدین منظور از داده‌های 19 چاه نمونه‌برداری در دوره‌ی زمانی 1392-1368، جهت بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت بروجن استفاده شد. تغییرات مکانی پارامترهای کیفیت آب با روش‌های جبری idw، rbf و زمین‌آماری کریجینگ مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش ارزیابی متقابل شامل شاخص‌های میانگین خطا و ریشه‌ دوم مربع میانگین خطا، نتایج روش‌های درون‌یابی مورد آزمون قرار گرفتند و روش مناسب جهت پهنه‌بندی پارامتر‌های کیفی مختلف انتخاب شد. بر اساس نتایج تخمین مکانی پارامتر‌های کیفی آب زیرزمینی دشت بروجن، برای پارامتر سختی کل (th) روش کریجینگ (30.72=rmse و 0.09=me)، به‌عنوان روش مناسب انتخاب شد. هم‌چنین برای پارامترهای‌ ph و sar، غلظت یون کلر و غلظت یون سولفات روش rbf با مقادیر ریشه‌ دوم مربع میانگین خطا برابر 0.05، 0.33، 0.27 و 0.4 برای تخمین مکانی مناسب می‌باشد. در حالی‌که پارامترهای ec و tds با روش وزن‌دهی عکس فاصله و مقادیر rmse به‌ترتیب (84.62 و 56.36) بهتر تخمین شده‌اند. در مجموع، با مقایسه نقشه‌های تهیه شده برای پارامترهای سختی کل، هدایت الکتریکی، غلظت یون کلر، غلظت یون سولفات و نسبت جذبی سدیم مشاهده می‌شود که پهنه‌های مشخص شده برای این پارامترها تقریبا از یک الگوی خاص پیروی کرده و میزان حداقل و حداکثر تمامی پارامترها در نواحی مشترکی از دشت واقع شده است.

Assessing the accuracy of algebraic and geostatistical techniques to determine the spatial variations of groundwater quality in Boroojen Plain

Population growth and increasing use of water resources for agriculture, industry, and sanitary sectors are the main causes of water degradation and groundwater pollution. Due to overextraction of groundwater resources in the fertile plain of Borujen in recent years, this region has been recognized as a prohibitive plain. The main objective of this study is investigation of groundwater quality in Borujen plain aquifer using Algebraic analysis and Geostatistical methods. In this regard, the data from 19 sampling wells were used to study the groundwater quality of Borujen Plain during the period of 19892013. Spatial variations of water quality parameters were evaluated using algebraic methods (IDW and RBF) and Kriging. The ME and RMSE statistical measures were used to evaluate the spatial interpolation results using cross validation method, and the appropriate method was selected for zoning the different ground water quality parameters. The results of spatial interpolation of groundwater quality parameters showed that the Kriging method was the appropriate approach (RMSE = 30.72 and ME = 0.09) to estimate the Total Hardness parameter (TH) in the Borujen Plain. Also, the pH, SAR, Cl and SO4 parameters are well estimated using the RBF method with RMSE, ME of 0.05, 0.33, 0.27 and 0.4. While the IDW recognized as the best interpolation method for EC and TDS parameter with 84.62 and 56.36 RMSE values. In conclusion, the comparison of prepared maps of TH, EC, Chlorine ion concentration, Sulfate ion concentration and SAR, parameters showed a similar pattern and the minimum and maximum values of all parameters is located in in the common areas of the area under study.