كليدواژه :
تبادل يوني , نمودار پايپر , هيدروژئوشيمي , روش وارد , فاصلۀ اقليدسي
چكيده فارسي :
براي تشخيص فرايندهاي كنترل‌كننده و تعيين منشأ يون هاي موجود در آب زيرزميني از 26 چاه بهره برداري كه مربوط به ميانگين دو دوره حداقل و حداكثر سطح ايستابي از سال 1390 و 1394 است، استفاده شده است. در اين نمونه برداري يون هاي اصلي و نيترات همراه با سختي، قليائيت، pH,TDS,EC ارزيابي شده است. در اين پژوهش در تحليل عاملي و خوشه‌بندي از نرم‌افزار SPSS و در تحليل خوشه‌بندي از روش وارد و فاصله اقليدسي استفاده شده است. نتايج تحليل عاملي نشان داد، سه مؤلفه‌اي كه تغييرات كيفي آب زيرزميني را كنترل مي‌كنند در دورۀ حداقل و حداكثر سطح ايستابي مقدار واريانس تجمعي آن‌ها 83/5% در حداقل و 80/1% در حداكثر هستند. اين مؤلفه ها شامل شوري، انحلال و فعاليت هاي انساني است. پس از انجام خوشه‌بندي و تعيين زيرخوشه ها براي تعيين فرايندهاي شيميايي حاكم بر آبخوان دشت قائم‌شهر از نمودارهاي گيبس، پايپر و تبادل يوني استفاده و نمودارهاي تركيبي آن‌ها ترسيم شد. در نمودار گيبس عامل هوازدگي و تبخير و تبلور كنترل كننده شيمي آب زيرزميني هستند. در نمودار پايپر نوع آب‌ها اكثراً كلسيم بي‌كربنات هستند و تعداد كمي نيز سديم‌كلرايدي و يا اختلاطي (كلسيم، منيزيم و كلرايد) هستند و نوع آخر از سديم- منيزيم بي‌كربنات تشكيل شده است. اين نوع آب‌ها ناشي از هوازدگي و انحلال رسوبات كربناته، نفوذ آب شور دريا و نشت از آبخوان هاي شور بوده است كه براثر فرايندهاي تبادل يوني و يا عكس آن همراه با واكنش هاي شيميايي به‌وقوع ميپيوندد. به‌طوركلي سه فرايند طبيعي، غيرطبيعي و اختلاط اين دو، وضعيت شيمي آب زيرزميني را كنترل مي كنند. فرايند طبيعي شامل؛ تعامل بين آب- سنگ، نفوذ آب شور و تبخير از سطح ايستابي است. فرايند غيرطبيعي (فعاليت‌هاي انساني) شامل؛ ورود فاضلاب هاي شهري و روستايي، پساب مراكز صنعتي و پساب هاي كشاورزي كه ناشي از انواع كودهاي شيميايي (ازته، سولفاته و فسفاته) است. در فرايند سوم مجموعه عوامل طبيعي و انساني است. زيرا با برداشت هاي بي‌رويه از آبخوان باعث افت سطح ايستابي شده و در نتيجه نفوذ و پيش‌روي آب شور از دريا و آبخوان‌هاي شور را سبب مي‌شوند. اين تحقيق نشان داد كه استفاده از روش‌هاي آماري چند متغيره مي تواند در تجزيه و تحليل روش هاي معمول هيدروژئوشيميايي سودمند باشد.
چكيده لاتين :
In this study, 26 wells in exploitation are used which corresponds to the average of two periods of minimum and maximum of (water table levels) from 2011to 2015, to detect controlling process and to determine the origin of groundwater ions. In this sample, the main ions, and nitrate with hardness and alkalinity, pH, EC and TDS are evaluated. In this study in factor analysis and clustering SPSS software is used, also in the cluster analysis ward’ method and Euclidean distance are used. The results of the factor analysis showed three components which control qualitative changes of groundwater in the minimum and maximum periods of water table have 83.5percent in minimum and 80.1% in maximum period in comulatative variance. These components are salinity, dissolution, and human activities. After clustering a determining the sub clusters, ion exchange, Gibbs and Piper diagrams are used to determine the chemical processes governing the aquifer of Ghaemshahr plain and their combined diagrams are depicted. In the Gibbs diagram, the weathering and evaporation and crystallization factors are groundwater chemistry controllers. In the Piper diagram, the type of water is mostly calcium bicarbonate and a small number of sodium chloride, mixing (Ca, Mg, and Cl), and last type is sodium-magnesium bicarbonate. This type of water is due to weathering and dissolution of carbonate sediments, the influence of salty water, and the leakage from saline aquifers that occurs due to ionic or invers-exchange processes along with chemical reactions. In general, three natural, non-natural, and mixing factors control the status of groundwater chemistry. The natural factors include the interaction between water-rock, salt water intrusion and evaporation from the surface of the water table. The Non natural processes (human activities) include the entry of urban sewage, industrial wastewater, and, agricultural effluent from various chemical types of fertilizers (nitrogen, sulfate and phosphate). The third process involves the increase of water level, the salt water intrusion, and advance in the aquifer, and evaporation from the water table resulting from excessive harvesting. This study showed that the use of multivariate statistical methods can be useful in analyzing the usual hydro-geochemical methods.
