طراحی نرم‌افزار Hydrogeochem برای بررسی ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی و کیفیت آب

نوع مقاله : Research Paper

نویسنده

استادیار هیدروژئولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه کردستان

چکیده

ارزیابی گرافیکی یک بخش مهم در ارزیابی‌های هیدروژئوشیمایی آب‌های سطحی و زیرزمینی است که به وسیله آن ویژگی‌های مهمی از آب مانند منشأ، کاربری، واکنش‌های اصلی، تیپ، دسته‌بندی نمونه‌ها و خیلی دیگر از مسایل آب مشخص می‌شود. دراغلب مواقع برای رسم نمودارهای کیفی از نرم‌افزاهای تجاری قفل شکسته استفاده می‌شود که با مشکلات زیادی از قبیل عدم دسترسی به تمام امکانات نرم‌افزار و حق کپی‌رایت مواجه هستند. هدف از این تحقیق، طراحی یک نرم‌افزار تخصصی برای ترسیم نمودارهای ارزیابی هیدروژئوشیمیایی آب است که فاقد مشکلات ذکر شده باشد. به این منظور با استفاده از برنامه‌نویسی در محیط ویژوال بیسیک 2008 نرم‌افزار هیدروژئوکم طراحی شد. این نرم‌افزار تحت ویندوز بوده و با انواع ویندوز‌ها سازگار است و برای رسم برخی از پرکاربردترین نمودار‌های هیدروژئوشیمیایی مانند پایپر، استیف، شولر، ویلکاکس و نمودار آزمایشگاه شوری ایالات متحده طراحی شده است. کار با آن بسیار ساده بوده و دارای عمل‌کردی سریع است. ارزیابی همزمان 999 نمونه آب برای آن در نظر گرفته شده که می توانند به صورت گروهی و یا موردی پردازش شوند. پارامتر‌های کیفی ضروری برای بررسی اکثر نمودار‌های کیفی، شامل عناصر اصلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم، کلر، سولفات، کربنات و بی‌کربنات هستند. علاوه بر آنها در برخی از نمودار‌ها از پارامتر‌های pH و کل مواد جامد محلول نیز استفاده می‌شود. در مقایسه با نرم‌افزار‌های این حیطه از آبشناسی، نرم‌افزاری بومی است که در آن سعی شده است تا علاوه بر کاربر‌پسند بودن، ابزار‌های لازم برای بررسی کیفی آب در یک محیط ساده و در یک جا ارائه شود تا کاربر برای تهیه نمودار‌های گوناگون ناچار به استفاده از چندین نرم‌افزار نباشد. در کنار تمام مزایا و قابلیت‌های این نرم‌افزار، بزرگ‌ترین قابلیت آن، رسم نمودار دوروف بسط-یافته می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of Hydrogeochem software for investigation of hydrogeochemical properties and water quality

نویسنده [English]

  • Mehdi Kord
Assistant Professor of Hydrogeology, Faculty of Science, University of Kurdistan
چکیده [English]

Development of Hydrogeochem software for investigation of hydrogeochemical properties and water quality
Introduction
Graphic evaluation is an important part of hydro-geochemical evaluation of surface and groundwater resources, by which important water characteristics such as origin, use, main reactions, type, sample classification, and many other specific water issues are identified. So far, various softwares have been presented in this field, each of which has advantages and disadvantages.
The purpose of designing Hydrogeochem is to provide a software with a simple environment, free of any complexity to check the quality of water, which, while providing the necessary facilities, has no installation restrictions.
 
Materials & Methods
Hydrogeochem is a Windows software that is compatible with a variety of Windows and is designed to draw some of the most widely used hydrogeochemical diagrams such as Piper, expanded Durov, Stiff, Schoeller, Wilcox, and the USSL. It is very easy to work with and has a fast operation. Simultaneous evaluation of 999 water samples (in groups or case) is possible with this software.
The major elements including calcium, magnesium, sodium and potassium, chloride, sulfate, carbonate and bicarbonate are the qualitative parameters necessary to study most qualitative diagrams. Moreover, the pH and total dissolved solids are also used in some diagrams. In the designed software, linear equations were used to draw the position of each sample.
In the case of diagrams such as Piper and Durov diagrams, line equations for cations and anions are first formed, and then their intersection is calculated. Finally, the points obtained are plotted in a Cartesian system. For all the basic diagrams, on which the data are implemented, their mathematical equations are used so that the quality of the output images is not reduced.
 
Discussion of Results & Conclusions
The figure below shows the main windows of the Hydrogeochem. In designing the Hydrogeochem software, we tried to consider the most important qualitative analysis diagrams, including the expanded Durov, which is one of its great advantages.
Another advantage of this software is that it draws the Schoeller diagram based on the limits of drinking water quality and simultaneous display of pH.

In this software, it is possible to draw diagrams after calculating the ionic balance. Although the presence of an error in chemical analysis does not lead to the failure of drawing the sample quality diagram, it notifies the user of the error.
Data entry, necessary settings, and the output of the software are designed in the simplest possible way, and this software lacks any complexity. In the next version, we try to provide the necessary facilities for calculating statistical indicators and drawing contour maps using statistical and geostatistical tools.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Expanded Durov diagram
  • Groundwater
  • Hydrogeochemistry software
  • Water Quality
اصغری مقدم ا.، 1390. اصول شناخت آبهای زیرزمینی. انتشارات دانشگاه تبریز. 349 ص.
Al-Bassam A.M. Khalil A.R., 2012. DurovPwin: A new version to plot the expanded Durov diagram for hydro-chemical data analysis. Computers & Geosciences, 42, 1-6.
AQUACHEM. 2013. Schlumberger Limited. Available at http://www.swstechnology.com. Accessed 09/07/2013.
Durov S.A. 1948. Natural waters and graphic representation of their composition. Doklady Akademii Nauk SSSR, 59, 87–90.
Hounslow, A.W. 1995. Water Quality Data: Analysis and Interpretation. CRC Press, 416 P.
Parkhurst D.L., Appelo C.A.J. 2003. User’s guide to PHREEQC.
Norouzi, H., Asghari Moghaddam, A. 2020.  Groundwater quality assessment using random forest method based on groundwater quality indices (case study: Miandoab plain aquifer, NW of Iran). Arabian Journal of Geosciences. 13:912.
Piper A.M. 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analyses. Transactions, American Geophysical Union, 25, 914–924.
Rockware AqQA Software. 2011. Version AQC10664. Available at http://www.rockware.com.
Schoeller, H. 1960. Salinity of groundwater, evapotranspiration and recharge of aquifers. IASH pulls, France.
Stiff, H.A.Jr. 1951. The interpretation of chemical water analysis by means of patterns. Journal of Petroleum Technology, 3(10), 15-17.
Tiruta-Barna, L. 2008. Using PHREEQC for modeling and simulation of dynamic leaching tests and scenarios. Journal of Hazardous Materials, 157, 525–533.
Wilcox, L.V. 1962. The quality water for irrigation use. US Department of Agricultural Technical Bulletin, 40.