بخشی از مقاله
مدل رگرسیون خطی دبی با هدایت الکتریکی(EC )و مواد محلول(TDS)جهت مدیریت کیفیت آب در دو ایستگاه هیدرومتری سد قشلاق سنندج
چکیده :
مدیریت جامع آب نیاز به یکسری مدل ها و اطلاعاتی در مورد شاخص های اندازه گیری وکیفیت آب است. یکی ازمولفه های مهم درکاربرد آب های سطحی و زیرزمینی کیفیت آن ها ست. پایش کیفیت منابع آبهای سطحی از اهمیت زیادی برخوردار است. کیفیت آب بر روی بسیاری از حالت های زیست محیطی و حیاتی موجودات زنده اثر قابل رویتی دارد که کل جامدات محلول (TDS) و هدایت الکتریکی آب (EC) جزء پایه ای ترین پارامترهای معرف کیفیت آب خصوصا در آب های آشامیدنی می باشند دراین پژوهش پس از جمع آوری داده های دبی و هدایت الکتریکی و مواد محلول درآب از دو ایستگاه هیدرومتری خلیفه ترخان و چهل گزی و پس از بررسی و صحت داده ها، همبستگی بین هرکدام از داده ها به روش پیرسون مورد مطالعه قرارگرفته است و بر اساس جدول تعیین میزان ضریب هبستگی تفسیر بدست آمده برای هرحوزه به صورت جداگانه مورد مطالعه قرارگرفت که سپس مدل رگرسیون خطی بین دبی با هدایت الکتریکی و موادمحلول به صورت جداگانه براساس مقدار R squared و R تعیین گردید که براساس آن مدل قوی تری جهت تعیین کیفیت آب و مدیریت آن با استفاده از میزان معنی داری و بالا بودن مقدار R squared و R وآزمایش 10درصد داده ها در مدل حاصله از 90درصد داده ها برای حوزه چهل گزی تعیین گردیده (جدول 3 و (4 که حوزه خلیفه ترخان به علت کم بودن مقدار R squared و R حذف شد(جدول 5 و (6 که مدل بدست آمده بیانگر وجود آلودگی زیاد در آب این حوزه و ایستگاه می باشد.
واژه های کلیدی
دبی ، TDS ، EC ، رگرسیون خطی ، سدقشلاق سنندج .
1
. مقدمه
آب یکی از مواد مایع و فراوانترین ماده مرکب بر روی سطح کـره زمـین و بسـتر اولیـه حیـات بـه شـکلی کـه امـروزه می شناسیم است. بیش از 75 وزن یک انسان از آب تشکیل شده اسـت و نیـز بـیش از 70 سـطح کـره زمـین را آب پوشانده است(نزدیک به 360 میلیون از 510 میلیون کیلومتر مربع). با وجـود ایـن حجـم عظـیم آب تنهـا 2 درصـد از آبهای کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک هاخصوصـاً، نمـک طعـام و سـایر مواد محلول غیر قابل استفاده است. درپی این واقعیت علمی به نام هیدرولوژی به تعریف زیر کـه بـه صـورت عـام رواج داشته و مورد تائید انجمن دولتی علوم و فنـآوری آمریکـا نیـز قـرار گرفتـه و برگزیـده شـده اسـت، بـدین صـورت کـه: هیدرولوژی علم مطالعه ی آب بر روی کره زمین است و در مورد پیدایش، چرخش و توزیع آب در طبیعت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب، واکنش های آب در محیط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث می کند. که با توجه بـه نیـاز روز افزون موجودات زنده به مدیریت کیفیت آب و حیطه کاری علم هیدرولوژی با کمک ایستگاه هـای هیـدرومتری کـه در آنها عواملی چون دبی، رسوب و کیفیت شیمیایی و فیزیکـی آب تعیـین مـیگردنـد بـه بررسـی رابطـه و ایجـاد مـدلی رگرسیونی برای دبی با هدایت الکتریکی((EC و املاح محلول (TDS) در دو ایستگاه اصلی سد قشلاق سنندج پرداختیم. مدیریت جامع آب نیاز به یکسری مدل ها و اطلاعاتی در مورد شاخص های اندازه گیری و کیفیت آب است که با توجه به اهمیت واقف موضوع ، می توان تعمیم اطلاعات بدست آمده را برای مدیریتی بهتر بر میزان هدایت الکتریکی و مـواد محلول آب را داشت که براین اساس دبی یعنی میزان آب یک منبع آب (بطـور مثـال رودخانـه) کـه در واحـد زمـان ( معمولا ثانیه ) از یک سطح مقطع خاص عبور می کند. و یا به عبارت دیگر حاصل ضـرب سـطح مقطـع در سـرعت آب است که آب با توجه به تعریف عام آن شامل یکسری از شاخص ها در تعیین میزان کیفیت خود می باشـد کـه قابلیـت هدایت الکتریکی ( Electrical Conductivity ( EC نشان دهنده قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان الکتریسیته است و تابعی از قدرت یونی آب ( مقدار کاتیون ها و آنیون های موجود در آب ) می باشد. هدایت الکتریکی را با واحد میکروزیمنس بر سانتی متر و یا میکرو مو بـر سـانتیمتر انـدازه گیـری مـی کننـد. و کـل مـواد جامـد محلـول Total Dissolved Solids ( TDS ) منظور از TDS کل ناخالصی های جامد حل شده در آب است کـه نشـان دهنـده مجمـوع غلظت همه یونهای موجود در آب می باشد. واحد اندازه گیری TDS ، میلی گرم در لیتر Mg/l است که از آن با عنـوان لاتین PPM یاد می کنند. PPM کوچک شده ی عبارت ) Part Per Million قطعه در میلیون ) می باشد.
یکی ازمولفه های مهم درکاربرد آب های سطحی و زیرزمینـی کیفیـت آن هـا سـت. کیفیـت آب هـای سـطحی و نیـز بسیاری ازاجزای محلول آن ها به گونه معکوس با دبی بستگی دارند. تغییـرات مشـهود ناسـازگار ممکـن اسـت بازتـاب تغییرات الگوی آب و هوایی باشند. ممکن است افزایش بارندگی و در نتیجه، افزایش دبی اجزای محلول را رقیق کرده و در نتیجه غلظت کاهش یابد. کاهش بارندگی باعث کاهش بار کل شسته شده بر روی سطح زمین می شود و در نتیجـه مقادیر اجزای کل کم تر می شود ولی بـه گونـه ای معکـوس بـا دبـی پایـه افـزایش مـی یابد(سـازمان زمـین شناسـی
2
آمریکا،.(2002کیفیت آب در رودها و نهرها با کـنش و واکـنش آب بـا خـاک، مـواد حمـل شـده (آلـی و معـدنی)، آب زیرزمینی و اتمسفر ارتباط دارد. در بررسی کیفیت آب متغییر های زیادی وجود دارند که انتخاب آن بـر اسـاس هـدف مورد نظر و عوامل اقتصادی است که شامل متغییر های پایه و اضافی هستند. تغییرات کیفیت آب در رودها بـه وسـیله پژوهشگران زیادی مورد بررسی قرارگرفته است که از آن جمله می توان به کارهای : مـی بـک درفرانسـه (2002)، داو درکانــدا((2006، اســتابل فیلــد و همکــاران درآمریکــا (2007)، چانــگ (2008)در کــره جنــوبی، کــای و همکــاران در بریتانیا((2005 اشاره کرد و هم چنین در موارد گوناگونی رابطه دبی با کیفیت مورد بررسی قـرار گرفتـه اسـت: گـرام و همکاران((1997، ورویر و همکاران((1999 از تجزیه وتحلیل همبستگی برای ارزیابی رابطه بین متغییرهـای کیفـی آب استفاده کرده اند. روابط بین دبی و کیفیت آب های سطحی به وسیله سازمان زمـین شناسـی آمریکـا (2006) بررسـی شده است. میلر و هیرست (1998) با استفاده از آمار کیفیت شیمیایی در یک دوره ی 5 ساله در حوضه ای اسـکاتلند ، تغییرات سالانه ی مقدار و غلظت و هم چنین تغییرات آب نهرها را به دلیل تغییر دبی بررسی کردند. شبیه های زیادی برای بیان ارتباط بین غلظت و دبی ارایه شده است، که این روابط داده هایی را درباره عوامل کیفیت آب ناشـی از دبـی بدست می دهند. داده های کیفیت آب به مقدار زیادی وابسته به دبی هستند که علت آن تاثیرات پیچیده تغییرات دبی است. از جملـه کارهـایی کـه در ایـران انجـام گرفتـه نیـز مـی تـوان بـه پـژوهش هـای رزاز (1385)و پـژوهش هـای نوریان((1386درمورد مشاهدات زیست محیطی و عوامل فیزیکوشیمیای رودخانه زاینده رود را در پـایین دسـت سـد و کارهای ندافی و همکاران((2007بر روی حوضه آبخیز کارون در رابطه ای زمانی دبی وکیفیت بـا اسـتفاده از روش کـم ترین مربعات اشاره کرد.
.1.1 کاربرد و اهمیت موضوع
یکی از مولفه های مهم در کاربرد آب های سطحی و زیرزمینی کیفیت آن هـا سـت. کیفیـت آب هـای سـطحی و نیـز بسیاری از اجزای محلول آن ها به گونه معکوس با دبی بستگی دارند و چون کیفیت آب بر روی بسیاری از حالت هـای زیست محیطی و حیاتی موجودات زنده اثر قابل رویتی دارد و بررسی و مطالعه بحث انجـام شـده سـبب دسترسـی بـه برخی از پارامترهای مهم در این مسئله می شود اهمیت موضوع ما بسته بـه اهمیـت مـدیریت کیفیـت آب در زنـدگی موجودات زنده می باشد.
.2مواد و روشها
.1.2 موقعیت جغرافیای منطقه مورد مطالعه
ایستگاه های هیدرومتری یا آب سنجی چهل گزی و خلیفه ترخان از ایستگاه های مهم سد قشلاق ( سد وحدت) واقع در حومه استحفاظی شهر سنندج می باشد. که ایستگاه چهل گزی دارای طول جغرافیایی و عرض
3
جغرافیای و همچنین ایستگاه خلیفه ترخان دارای طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی
می باشد.
.2.2دلیل بر انتخاب موضوع مورد مطالعه
از آنجایی که بیشتر مطالعات دال بر این می باشد که هدایت الکتریکی (EC) و غلظت کل جامدات محلول (TDS) به صورت یک به یک به هم ارتباط ندارند. ولی چون هدایت الکتریکی رابطه مستقیمی با TDS و نمک های محلول در آب دارد، لذا اندازه گیری آن به منظور کنترل کیفیت آب از اهمیت زیادی برخوردار است و چون یکی ازمولفه های مهم در کاربرد آب های سطحی و زیرزمینی کیفیت آن ها ست پس بنابراین اهمیت موضوع را باتوجه به مدیریت کیفیت آب با تحلیل و ایجاد مدلی بین دبی با هدایت الکتریکی و کل مواد جامد محلول سوق دادیم.
