تغییرات فصلی و مکانی غلظت کادمیوم در آب زیرزمینی دشت همدان- بهار با استفاده از روش‌های قطعی و زمین‌آمار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشیار گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 2- دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، همدان

3 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

چکیده

در این تحقیق، با استفاده از بعضی روش­های قطعی و زمین­آمار از قبیل کریجینگ، فاصله معکوس، چندجمله­ای موضعی و توابع پایه شعاعی، تغییرات فصلی و مکانی عنصر کادمیوم در آب­های زیرزمینی دشت همدان-بهار واقع در استان همدان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از 30 حلقه چاه در چهار فصل تابستان، پاییز و زمستان 1381 و بهار 1382 نمونه­گیری به­عمل آمد. به­منظور تحلیل فصلی و مکانی کیفیت عناصر مورد بررسی در آبهای زیرزمینی از امکانات نرم­افزاری زمین‌آمار ArcGIS نسخه ۱۰ استفاده گردید. معیارهای ارزیابی میانگین خطای مطلق (MAE)، ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) و انحراف استاندارد عمومی (GSD)، با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل بود. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل چند جمله­ای موضعی، روش کریجینگ (با توابع ساده و گسسته)، روش کریجینگ (با مدل­های احتمالی و شاخص) و کریجینگ (با مدل­های احتمالی و شاخص) به­ترتیب بهترین روش برای تخمین غلظت کادمیوم در فصل­های تابستان، پاییز، زمستان و بهار می­باشند. همچنین روش کریجینگ (با مدل­های احتمالی و شاخص) در فصل­های تابستان و پاییز و روش توابع پایه شعاعی در فصل­های زمستان و بهار به­عنوان نامناسب­ترین روش­ها تعیین گردیدند. نتایج ارزیابی نشان داد، بهترین روش انتخاب شده در یک مقطع زمانی را نمی­توان برای سایر فصل­ها نیز استفاده نمود. همچنین غلظت کادمیوم در فصل تابستان در شمال دشت و در فصل بهار در شمال شرقی دشت بالا بود. این غلظت در فصل پاییز در تمام دشت برابر 2/0 میکروگرم بر لیتر و در فصل زمستان از سمت شرق به غرب روبه افزایش مشاهده گردید. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seasonal and Spatial Variations of Cadmium Concentration in Groundwater of the Hamedan-Bahar Plain using Geostatistics and Deterministic Methods

نویسندگان [English]

  • A Taheri Tizro 1
  • N Parsafar 2
  • A Toranjian3 3
چکیده [English]

In this research, using different deterministic and geostatistical methods including kriging, inverse distance, local polynomial and radial basis functions, the seasonal and spatial distributions of cadmium (Cd) amounts in groundwater were evaluated in the Hamedan-Bahar plain. To do this groundwater of 30 wells in the plain were sampled in four seasons i.e. summer and autumn 2002, winter and spring 2003. To analyze the seasonal and spatial elements of the quality of ground water, the geostatistical software ArcGIS version 10 was used. The performance criteria for evaluating the used methods were Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and General Standard Deviation (GSD) using the cross validation method. The results showed that local polynomial, kriging (disjunctive and simple), kriging method (probability and indicator) and kriging (probability and indicator) were the best methods to estimate Cd in summer, autumn, winter and spring, respectively. Also, kriging (probability and indicator) for summer and autumn as well as Radial Basis Functions method for winter and spring were illustrated as unsuitable methods for estimating Cd. The interpreted results showed, the best approach adopted for a period of time could not be utilized for other seasons. Also cadmium concentration was high in the northern parts of the plain (summer season) and in the Northeast parts (spring season). This concentration was up to 2.0 micrograms per liter in autumn season, which was covering all the plain. The trend of increase in cadmium concentrations   was observed from eastern parts to western parts of the study area in the winter season. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Cd
  • Deterministic method
  • Geostatistics
  • Groundwater
  • Hamedan-bahar plain