تحليل چندپارامترۀ آلودگي آبخوان قزوين بر مبناي نقشۀ كاربري اراضي و با استفاده از تكنيك خوشه بندي K-means

Analysis of multiple parameters pollution map based on land use map and using K-mean clustering technique in Qazvin aquifer

از راهكارهاي اساسي براي پيشگيري افزايش آلودگي آب زيرزميني، شناسايي مناطق بحراني آلوده‌شده با توجه به نوع كاربري در آن آبخوان است. در بيشتر پژوهش هاي پيشين منابع آلاينده و آلودگي آبخوان به‌صورت تك‌پارامتري يا منحصر به يك نوع كاربري در نظر گرفته شده و تحليل كيفي آبخوان فقط مربوط به يك آلاينده است. از اين‌رو، در تحقيق حاضر با به‌كارگيري تكنيك خوشه‌بندي و با توجه به كاربري اراضي وضع موجود، نقشۀ پهنه بندي كيفي بر اساس تركيب چند پارامتر استخراج شد. به بيان ديگر، با درنظرگرفتن سه پارامتر كيفي نيترات (NO3)، آرسنيك (As) و كل مواد جامد محلول (TDS)، به‌ترتيب براي سه نوع كاربري كشاورزي، صنعتي و شرب با به كارگيري تكنيك خوشه‌بندي كلاسيك، پهنه‌بندي آلودگي آبخوان قزوين تهيه شد. تعداد خوشه‌هاي بهينه بر اساس شاخص ديويس- بولدين پنج خوشه تعيين شد. نتايج نشان مي دهد با توجه به استاندارد جهاني آب شرب و درنظرگرفتن سه پارامتر منتخب، مناسب‌ترين خوشه (C1) با مساحت 22 درصد در نواحي شمالي آبخوان بوده و به سمت نواحي مركزي، كه تمركز فعاليت‌هاي كشاورزي و صنايع است، آلودگي در آبخوان (خوشه‌هاي C4 و C5) با مساحت 35 درصد به عنوان نامناسب‌ترين منطقه شناخته شده است.

One of the main approaches to control and prevent the aquifers from contamination is to identify the critical contaminated areas in relation to the water application. Most of the researchers considered only one type of contamination or one type of water application. In this research, using cluster analysis and water application, a multi-parameter groundwater quality classification map is developed. Three water quality parameters including arsenic, total suspended solids, and nitrate for three different applications including agricultural, industrial and drinking purposes are used to develop a classified contamination map for an aquifer in central Iran, Qazvin aquifer. The optimal number of clusters is five and it is determined using Davies-Bouldin Index. Based on the standard of World Health Organization for drinking water and considering the three selected quality parameters, the results show that the most suitable class of the aquifer, Class C1, with 22 percent of total area is mostly in northern areas of the aquifer with minimum human activity. In central areas with increase in industrial and agricultural activities, the lower classes, C4 and C5, with 35 percent of total area are appeared.