کاربرد تحلیل عاملی و خوشه بندی در ارزیابی هیدروژئوشیمیایی آبخوان دشت قائم شهر

برای تشخیص فرایندهای کنترل کننده و تعیین منشا یونهای موجود در آب زیرزمینی از ۲۶ چاه بهره­برداری که مربوط به میانگین دو دوره حداقل و حداکثر سطح ایستابی از سال ۱۳۹۰ و ۱۳۹۴ است، استفاده شده است. در این نمونه­برداری یون­های اصلی و نیترات همراه با سختی، قلیلئیت، pH,TDS,EC ارزیابی شده است. در این پژوهش در تحلیل عاملی و خوشه بندی از نرم افزار SPSS و در تحلیل خوشه بندی از روش وارد و فاصله اقلیدسی استفاده شده­ است. نتایج تحلیل عاملی نشان داد، سه مولفه ای که تغییرات کیفی آب زیرزمینی را کنترل می کنند در دوره حداقل و حداکثر سطح ایستابی مقدار واریانس تجمعی آن ها ۵/۸۳% در حداقل و ۱/۸۰% در حداکثر هستند. این مولفه­ها شامل شوری، انحلال و فعالیت­های انسانی است. پس از انجام خوشه بندی و تعیین زیرخوشه­ها برای تعیین فرایندهای شیمیایی حاکم بر آبخوان دشت قائم شهر از نمودارهای گیبس، پایپر و تبادل یونی استفاده و نمودارهای ترکیبی آن ها ترسیم شد. در نمودار گیبس عامل هوازدگی و تبخیر و تبلور کنترل کننده شیمی آب زیرزمینی هستند. در نمودار پایپر نوع آب ها اکثرا کلسیم بی کربنات هستند و تعداد کمی نیز سدیم کلرایدی و یا اختلاطی (کلسیم، منیزیم و کلراید) هستند و نوع آخر از سدیم- منیزیم بی کربنات تشکیل شده است. این نوع آب ها ناشی از هوازدگی و انحلال رسوبات کربناته، نفوذ آب شور دریا و نشت از آبخوان­های شور بوده است که براثر فرایندهای تبادل یونی و یا عکس آن همراه با واکنش­های شیمیایی به وقوع می­پیوندد. به طورکلی سه فرایند طبیعی، غیرطبیعی و اختلاط این دو، وضعیت شیمی آب زیرزمینی را کنترل می­کنند. فرایند طبیعی شامل؛ تعامل بین آب- سنگ، نفوذ آب شور و تبخیر ­از سطح ایستابی است. فرایند غیرطبیعی (فعالیت های انسانی) شامل؛ ورود فاضلاب­های شهری و روستایی، پساب مراکز صنعتی و پساب­های کشاورزی که ناشی از انواع کودهای شیمیایی (ازته، سولفاته و فسفاته) است. در فرایند سوم مجموعه عوامل طبیعی و انسانی است. زیرا با برداشت های بی رویه از آبخوان باعث افت سطح ایستابی شده و در نتیجه نفوذ و پیش روی آب شور از دریا و آبخوان های شور را سبب می شوند. این تحقیق نشان داد که استفاده از روش های آماری چند متغیره می­تواند در تجزیه و تحلیل روش­های معمول هیدروژئوشیمیایی سودمند باشد.