Comparison of the performance of algebraic methods and statistical context in determining spatial changes in groundwater quality in Tabriz plain

Document Type : Research paper

Author

1- Masters student in Irrigation and Drainage, Department of Water science engineering, Faculty of agricultural, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

10.22034/hydro.2022.51375.1263

Abstract

Groundwater quality is an important subject in hydrologic studies and the study of its qualitative parameters variations is very crucial for determining its suitability for drinking, agricultural or industrial consumptions. Information on spatial variations of groundwater quality is a way for tracing the effect of forcing elements alike contaminants. In the present study, geo-statistics methods were applied for studying groundwater qualitative parameters (e.g. Chlorine, Sulfate, Total Hardness, Total Dissolved solid, Electric conductivity, Sodium Adsorption Ratio, Magnesium, Sodium, Calcium, pH) in Tabriz plain during a 15-years period. The employed techniques included Inverse Distance Weighing, Radial Basis Functions and Kriging. The obtained results showed that the concentration of these parameters has been increased in Northwestern, west and southwestern parts of the plain, revealing the degradation of water quality in those regions. Also, the accuracy of the two methods of Radial Basis Functions and kriging, depending on the type of parameter studied, was found to be suitable for modeling. In general, comparing the maps prepared for the parameters, it is observed that the zones specified for these parameters follow almost a specific pattern and the minimum and maximum of all parameters are located in common areas of the plain.
 

Keywords

Main Subjects

References

اسفندیاری درآباد، ف.، قربانی فیل آبادی، ر.، نصیری خیاوی، ع.، مصطفی‌زاده، ر.، 1398. مقایسه عملکرد روش‌های جبری و زمین‌آمار در تعیین تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت بروجن. مجله مخاطرات محیط طبیعی، 8(20): 130-115.
پیرزاده، ب.، اسور، ط.، 1399. تحلیل تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی به کمک روش‌های زمین‌آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: دشت سیرجان). نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 11(42): 275-266.
حیدرزاده، ن.، معزی، م.، 1397. تحلیل کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت آمل-بابل و پهنه‌بندی سدیم با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی. علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، 20(4): 93-81.
دلبری، م.، امینی رکان، ا.، صادقی مرشت، مجتبی.، 1395. پیش‌بینی الگوی پراکنش مکانی شاخص‌های کیفی آب زیر‌زمینی استان گلستان برای مصارف کشاورزی با استفاده از زمین‌آمار وGIS . نشریه هیدروژئولوژی، 1(1): 123-107.
رزمخواه، ه.، محمدی، ع.، رستمی راوری، ا.، فرارویی، ع.، 1399. تحلیل شوری و پهنه‌بندی کیفیت آب‌های زیرزمینی با استفاده از تکنیک تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، مطالعه موردی: دشت خفر جهرم. سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضلاب ایران، دانشگاه شیراز، 6-4 آذر ماه 1399، شیراز، ایران.
کلانتری، ن.، ایرانی اصل، ا.، محمدی، ه.، 1401. بررسی کمی و کیفی آبخوان باغملک با استفاده از روش تحلیل‌‌ آماری، روش‌های هیدروشیمیایی وGIS . نشریه هیدروژئولوژی، 7(1): 93-81.
گنجه‌ای، س.، شیری، ن.، شیری، ج.، 1399. مدلسازی مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت آذرشهر برای مصارف کشاورزی با استفاده از روش‌های زمین‌آمار. نشریه دانش آب و خاک، 30(4): 117-105.
محمدی، ج.، 1385. پدومتری 2 (آمار مکانی)، انتشارات پلک، تهران، ایران، 453.
محمدی، ص.، سلاجقه، ع.، 1396. بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی به کمک بهترین تخمین‌گر زمین‌آمار (مطالعه موردی: دشت کرمان). نشریه علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 11(39): 61-49.
Asghari Moghaddam, A., 1991. The hydrology of Tabriz area, Iran. Ph.D Thesis. University College London, London.
Broomhed, D.S & Lowe, D., 1988. Multivariate functional interpolation and adaptive networks. Journal complex system, 4: 321-355.
Dibike, Y.B., Slomatine, D., Abbott, M.B., 1999. On the encapsulation of numerical-hydraulic models in artificial neural network. Journal of hydraulic research, 37 (2): 147-161.
Journel, A.G., 1989. Fundamentals of geostatistics in five lesson, Short course in geology, American geophysical union, 8: 1-10.
Khosravi, Y., Abbasi, E., 2015. Spatial analysis of environmental data with geostatistics. Azar klak, zanjan, 280.
Marsily, G.d., 1986. Quantitative hydrogeology. Academic press, 440p.
Masood, A., Aslam, M., Pham, Q.B., Khan, W., Masood, S. 2021. Integrating water quality index, GIS and multivariate statistical techniques towards a better understanding of drinking water quality. Environmental Science and Pollution Research, 29, pages26860–26876.
Moghaddam, A., Moteallemi, A., Joulaei, F., Peirovi, R., 2018. A spatial variation study of groundwater quality parameters in the Gonabad Plain using deterministic and geostatistical models. Desalination and Water Treatment, 103: 261–269.
Momeni Damaneh, J., Joulaei, F., Alidadi, H., Peiravi, R., 2015. Evaluation of interpolation methods to determine spatial variation of groundwater qualitative parameters (Case study: Gonabad plain). Jurnal of research in environmental health, 1(3): 165-176.
Said, A., Yurtal, R., Cetin, M., Golpinar, M., 2021. Evaluation of some groundwater quality parameters using geostatistics in the urban coastal aquifer of Bosaso plain, Somalia. Journal of Agricultural Sciences (Tarım Bilimleri Dergisi), 27(1): 88-97.
Sarath Prasanth, S V., Magesh, N., Jitheshlal, K., Chandrasekar, N., Gangadhar, K., 2012. Evaluation of groundwater quality and its suitability for drinking and agricultural use in the coastal stretch of Alappuzha District, Kerala, India. Applied Water Science, 2(3): 165-175.
Wilcox, L., 1955. Classification and use of irrigation waters. US DA, Washington.
Yang, P., Mao, R., Shao, H., Gao, Y., 2009. An investigation on the distribution of eight hazardous heavy metals in the suburban farmland of China. Journal of hazardous materials, 167 (1): 1246-1251.
Zhou,Y., Wang, Y., Li, Y., Zwahlen, F., Boillat, J., 2013. Hydrogeochemical characteristics of central Jianghan Plain, China. Environ. Earth Sci., 68: 765–778.
Hydrogeology
Volume 7, Issue 2
Publisher
February 2023
Pages 160-171

Files

Share

How to cite

Statistics