۵۵

هدايت الکتريکي، pH و يونهاي پتاسيم، سديم، کلسيم، منيزيم، کلر، سولفات و بيکربنات است. اين دادهها مربوط به سـال هـاي ۱۳۴۵ تا ۱۳۸۸ (دوره آماري ۴۳ ساله) است کـه از ۳۱ ا يـستگاه کيفيت سنجي آب در کـل حوضـه بـه دسـت آمـد . روش هـاي آماري و فاکتورهاي کيفي مورد استفاده در مطالعه حاضر مـشابه پژوهش زارع گاريزي و همکاران (۱۳) است با اين تفـاوت کـه منطقه مورد مطالعه بسيار وسيعتر و در نتيجه تعداد ايستگاه هاي کيفيتسنجي بيشتر و دوره آماري بسيار طولانيتر است. داده هـا در قالب چهار فصل مرتب شد. نرمـال سـازي دادههـا بـه شـيوه Box-Cox صورت گرفت و مـاتريس هـم بـستگي بـين فـصول تشکيل شد. برا ي نشان دادن تغييرات فصل ي فاکتورها ابتدا معن ي دار بودن تفاوت بين م يانگين فصول در دوازده پارامتر کيفي آببه وس يلهMANOVA بررسـي شـد و سـپس پارامترهـايي کـه۵۶

شکل۱. نقشه موقعيت حوضه آبخيز گرگانرود در ايران

بيشترين تغ ييرات در چهار فصل را داشتند توسطDA مـشخصشد. در انتها براي هـر يـ ک از چهـار فـصل بـه طـور جداگانـهپارامترهاي شاخص (آلايندههاي شاخص آب) به وسيله PCA و FA تعيــين شــد. آناليزهــاي مــورد بحــث توســط نــرمافــزار
.انجام شد MINITAB

MANOVA
در ابتدا، چهار فصل به عنوان چهار گروه مد نظر قرار گرفـت و براي هر فصل عددي صحيح اختصاص داده شد. اعداد ۱، ۲، ۳ و ۴ به ترتيب براي فصول بهار، تابستان، پاييز و زمستان در نظر گرفته شد و MANOVA انجام شد تا به وسيله ميانگينگيري از گروهها (فصول)، معن يدار بودن تفاوت بين م يانگينهاي فصولتعيين شود . هدف MANOVA بررسي متغيرهاي وابستهاي (در ايـن مطالعـه اپارامترهـ ي کيفـي آب) اسـت کـه در پاسـخ بـه متغيرهاي مستقل (فصول) نوسان ميکنند.

آناليز تفکيکي (DA) DA يا آنال يز تفکيک ي براي دوازده پارامتر در کـل فـصول انجـامشد و همبستگي ا ين پارامترها با هر يک از فصول بررسي شـد. با انجام آناليز تفکيکي مشخص شد که کدام يک از فاکتورهـاي کيفي آب به تفاوتهاي ب ين فصول وابسته است و ب يـشتر تغ ييـر ميکند. يکي از اهدافDA تع يين متغ يرهاي متفاوت اسـت کـهاجازه تفک يک دو يـ ا تعـداد ب يـشتر گـروههـا را مـيدهـد (۱۵).
در اين پژوهش متغي رهـاي تفکيـ ک کننـده درDA ، تعـدادي ازپارامترهاي کيفي آب هستند که تفاوتهاي بين فصول ( گروهها) را باعث ميشوند. فرمول آنال يز تفک ي کـي بـه شـکل زيـ ر اسـت
:(۱۵)
n[۱] f (Gi )  ki j1 w pij . ij Gi تعداد گروهها،Ki ثابت در هـر گـروه،n تعـداد پارامترهـاي استفاده شده در طبقهبندي يک مجموعه داده،wij ضريب وزنـي و pij پارامتر انتخاب شده به وسيله DA است.

آناليز اجزا ي اصلي (PCA) و آناليز فاکتور (FA) PCA و FA نيز براي هر يک از فصول به طور جداگانـه انجـام شد که از اين طريق پارامترهاي شاخص کيفي آب در هر يک از فصول و اثـر فرآي نـدهاي اقلي مـي و فعال يـت هـاي کـشاورزي و انساني بر کيفيت آب مشخص شد.
PCAيک روش آماري است که براي تع يـين اجـزا اسـتفادهميشود که ترکيبات خط ي از متغيرهاي اصل ي هـستند. درPCA يک مجموعه از متغيرهاي همبستهp به مجموعه کوچکتري ازطرحها يا ساختارهاي فرضي غ يـر همبـسته کـه اجـزاي اصـلي ناميده م يشوند (PCS)، تبد يل ميشوند. به منظور اين هدف يک ماتريس کووار يانس يا ماتريس همبستگي استفاده مـيشـود . در PCA جز اصلي نخست ين يک ترکيب خط ي از متغيرها با حداکثرواريانس است و بيشترين تغييرپذيري مجموعه دادههاي اصـلي را نشان ميدهد. جـز دوم يـک ترک يـ ب خطـ ي بـا بـزرگ تـرين تغييرپذيري بعد ي است که بـا اجـزاي نخـستين و غيـ ره قائمـه است (۱۳). فرمول آنال يز اجزا ي اصل ي (PCA) به صـورت زيـ ر است (۱۰) :
[۲] Zij = pci1x1j + pci2x2j + ….pcimxmj کهZ معدل اجزا،pc بارگذار ي اجـزا،x مقـدار انـدازهگ يـري شده متغيـ ر،i تعـداد اجـزا،j تعـداد نمونـه وm تعـداد کـلمتغيرها است.
براي سادگ ي تفس ير نيز از آناليز فـاکتور (FA) اسـتفاده شـد.
براي اين منظور از چرخش فاکتور به روشVarimax استفاده وسه فاکتور در نظر گرفته شد. اين روش چرخش، بر ساده سازي ستونهاي ماتر يس فاکتور تمرکز دارد. آناليز فاکتور نيز برا ي هرفصل به طور جداگانه بررس ي شد.
PCA وFA برا ي دادههاي ک يفي آب در فـصول مختلـف،در جهـت شناسـايي پارامترهـاي مهـم کـه بـر خـصوصيات شيميايي آب هاي سطحي در هر فـصل اثـر مـيگذارنـد و درجهت بررس ي منابع ممکن آلايندههاي مختلف، انجام ميشود
.(۱۳)

تعيين نياز آب ي محصولات
به منظور بررسي دق يـقتـر نتـايج بـه دسـت آمـده از آنالي زهـاي آماري، با استفاده از نرمافزارCROPWAT نياز آب ي محـصولاتاصلي منطقه محاسبه شد. روش محاسبه نياز آبي گياهان در اين نرم افزار، روش پنمن مانتيس است. اين محاسبات با اسـتفاده ازدادههــاي هواشناســي ماننــد دمــا، رطوبــت، ســرعت بــاد و تعداد ساعات آفتابي در روز و اطلاعات مربوط به نـوع گيـ اه و
ض رايب گي اهي و دادهه اي مرب وط ب ه ن وع و خ صوصيات خاک انجام م يشود. به ا ين ترتيب، مـاه هـايي از سـال کـه نيـ از آبي گ ياهان در منطقه بالا است مشخص شد و با نتايج حاصل از آناليزه اي چن د متغي ره مقاي سه ش د. در اي ن م اهه ا مي زان آبي اري و در نتيج ه آب شويي ناش ي از آن اف زايش م ـيياب د.
افزايش م يزان آبشو يي ن يز ميزان آلودگي غ ي رنقطـهاي را افـزايش ميدهد.
۵۷
بحث و نتايج
MANOVA
محاسبهMANOVA به منظور بررسي تفاوت بين ميانگينگ روهه ا (ف صول) بررس ي شـد. در MANOVA ت ست معني داري شباهت ميانگينهاي گـروههـا بـر اسـاس آمـارکلاسيک ويلکز لامبدا صورت ميگيرد. طبق خروجي نرم افـزار (Wilks’ lambda = 0.41797 , p-value = 0.00) ميانگين فصول به طور قابل ملاحظهاي تفـاوت معنـيدار در پارامترهـا ي کي فـي آب، دارند.

DA
مطابق شکل۲ با انجام آناليز تفک يکي (DA) مهمتـرين پارامترهـادر تفک يک فصول، به ترتيب پتاسـيم،pH ، بيکربنـات، کلـسيم و منيزيم (که بالاتر ين ارقام را به خود اختصاص دادند) تـشخيص داده شدند . اين فاکتورهـا پارامترهـايي هـستند کـه هـمبـستگي بيشتري را با فصول نشان ميدهنـد و بـا تغييـ ر فـصل تغييـ رات اساسي در غلظتشان ايجاد ميشود.

FA و PCA
با استفاده از نمودارهاي بارگذاري آناليز فاکتور پارامترهاي کيفي آب بـراساس دو فاکتور نخستين در فـصول مختلـف سـال (اشـکال ۳ و ۴)، يونهاي کلر، سديم و پتاسيم در فصول بهار و تابستان مهمترين عناصرهستند. از آنجا که يکي از کودهاي پر مـصرف منطقـه کلـرور پتاسـيم است (۴) و براي مزارع شـاليزار و محـصولات اصـلي منطقـه کـاربرد زيادي دارد و آبياري در منطقه نيز از اواسط ارديبهشت شـروع شـده و تا پايان شهريور و گاهي مهر ادامـه دارد (برطبـق محاسـبات نيـاز آبـيCROPWT شکل ۵)، ميتوان اين افزايش در ميزان پتاسيم در فـصول تابـستان و پـاييز را بـه فرآينـد آبـشويي ناشـي از آبيـاري زمـينهـاي کشاورزي، نسبت داد. در مـورد يـونهـاي -Cl و 2-4SO نيـز بيـشترينميزان مربوط به فصل پاييز است . تغييرات يون +Na متناسب با يون -Cl است و آلودگي به وسيلهNaCl را مـيرسـاند کـه منـشا انـساني دارد.
تغييرات فصلي 2-4SO محلـول مـيتوانـد بـه تغييـرات شـديد فرآينـدهوازدگي در صخرهها منسوب شود که اين نتايج بـسيار مـشابه نتـايج
۵۸
پژوهش زارع گاريزي (۱۳) است.
از آنجا که در فصول سرد دورههاي يخبندان رخ ميدهـد و فرآيند انجماد هم هوازدگي را تسريع ميکند اين افزايش منطقي به نظر ميرسد.
آلايندههايي مانند -3HCO که با انحلال کلسيت و دولوم يـت زياد ميشوند نيز در فصول بهار و تابستان افزايش مييابنـد . در اين فصول آبياري اراضي کشاورزي – که داراي درصـد بـالايي آهک هستند – صورت ميگيرد و ا ين اراض ي تحت تأثير فرآينـد آبشويي قرار ميگيرند.
سـختي کـل در زمـستان (شـکل ۴ب) بالاسـت و در بهـار (شکل۳ الف) پايين است. سختي کل به حضور Ca2+ و Mg2+ در آب بستگي دارد . همچنين افزايش غلظت يـ ون بيکربنـات وسختي کل آب در فـصل زمـستان را، نيـ ز مـيتـوان بـه فرآينـدهوازدگي در اين فصل مرتبط دانست. با توجـه بـه نمودارهـاي بارگذاري آنال يز فاکتور مربوط به فصول زمستان و پـاييز (شـکل۴) پارامترهاي ک يفي آب، در زمستان که سـردترين فـصل سـالاست ميزان سختي کل بيشترين نقش را دارد.
تفاوت اصل ي ب ا نتا يج زارع گاريزي(۱۳) در فصل پاييز ديـد ه شد. در مطالعه حاضر مهمترين عامل در فصل پـاييز کـه نقـشتعيين کننده اي داردpH آب است که به دليـ ل کـاهش ناگهـاني دماست. pH آب رابطه عکس با دما دارد و بـا کـاهش ناگهـاني دما در پاييز ميزان آن افزايش مييابد.
مطابق نتايج پژوه ش زارع گاريزي (۱۳) pH در فصل پـاييز نقـش تعيـين کننـدهاي نداشـت. از آنجـا کـه دقـت و صـحت روشهاي آمار ي با بزرگ شدن جامعه آماري افـزايش مـييابـدميتوان اين نتيجه را مطلوب دانست.

محاسبه نياز آبي محصولات شاخص منطقه محصولات مهم و شاخص منطقه عبارت اند از پنبه، برنج، سويا، گندم و جو که طبـق نتـايج نـرم افـزار CROPWAT (شـکل ۵) تقريبﹰا بيشترين نياز آبي تمامي اين گونههـا، در اواخـر بهـار تـا اواخر تابستان است که نشان دهنده آبياري اين محصولات و در
Linear Discriminant Function for Groups

1 2 3 4
Q 3.17 1.23 1.66 2.17
Ec 0.00 0.01 0.01 0.01
TDS 0.01 0.01 0.01 0.01 PH 13.44 13.67 14.01 13.79 na 0.34 0.34 0.60 0.43 K 15.90 20.19 19.97 17.67 Ca 4.09 4.33 4.73 4.64 mg 3.32 3.75 4.01 3.71 Cl 0.39 0.36 0.66 0.50
So4 0.56 0.89 1.15 0.70
Hco3 8.03 8.10 8.83 8.80 Hardness 0.06 0.06 0.07 0.07

شکل
۲
.
نت

ي
آنال

جه
ي
تفک

ز
ي
خط

ک
ي برا

ي فصول

.

اعداد ي
گروه

چهار

تا

ک

ها
)
ترت

به
ي
زمستان

تا

بهار

فصول

ب
(
است
.

First Factor
Second Factor
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
0.50
0.25
0.00
-0.25
-0.50

Hardness
Hco3
So4
Cl
mg
Ca
K
na
PH
TDS
Ec
Q
Loading Plot of Spring

شکل

۲

.

نت

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ي


دیدگاهتان را بنویسید