چکیده

به منظور بررسی هیدروژئوشیمی منابع آبی شهر گرگان با استفاده از روش تحلیل عاملی و تحلیل خوشهاي از اطلاعات مربوط به دو دوره نمونه برداري در بهار و زمستان استفاده شده است. براساس ماتریس همبستگی، در فـصلهـاي بهـار و زمـستان بجـز فـسفات، بیکربنـات و پتاسـیم بیشتریونهاي آبزیرزمینی همبستگی به نسبت بالایی با هدایت الکتریکی دارند. در بهار، کلر بـا یـون منیـزیم بیـشترین همبـستگی را نـشان میدهد در حالی که در زمستان بالاترین همبستگی بین کلسیم و سولفات وجود دارد. نمودارهاي خوشه اي فصل بهار نشان دهندة آناسـتکـه بین یونهاي کلر و منیزیم آب زیرزمینی شباهتی بیش از %۸۸ و بین یونهاي سولفات وکلسیم شـباهتی بـیش از %۸۰ وجـود دارد ،در حالیکـه بیشترین شباهت در فصل زمستان بین یونهاي سولفات و کلسیم (بیش از (%۸۸ و سپس کلر و منیزیم (بیش از (%۸۰، وجود دارد براین اسـاس و با توجه به ماتریس همبستگی، تیپ غالب آب زیرزمینی در فصل بهار کلرید منیزیک و در زمستان سولفاتکلسیک بوده است. باتوجه به روش تحلیل عاملی، سه عاملی که بر ترکیب شیمیایی آب زیرزمینی شهر گرگان مؤثرند عبارتند از: فرایندهايهیدروژئوشیمیایی آبخـوان، زیـرا اغلـب کاتیونها و آنیونها داراي بار عاملی بالا هستند. تغذیه از طریق آبهاي سطحی(رودخانه و …)، به دلیل اینکه باعث افزایش غلظـت بـیکربنـات و فسفات آب زیرزمینی شده است. و فعالیتهاي انسانی(نشت پسابهاي شهري و چاههاي جذبی خانگی و…)، زیـرا نیتـرات داراي بـالاترین بـار عاملی است غلظت نیترات در آبزیرزمینی بیشتر متأثر از نفوذ فاضلاب هاي شهري و آبشویی کودهاي کشاورزي است. ضمن اینکـه در عامـل سوم غلظت سدیم و کلر، افزایش چشمگیري داشته است.

واژه هاي کلیدي

تحلیل عاملی- تحلیل خوشهاي- ماتریس همبستگی- تیپ غالب آب زیرزمینی- فرایندهاي هیدروژئوشیمیایی آبخوان

سرآغاز

تشخیص مجموعهاي از شرایط هیدروژئولوژیکی و فرآیندهاي هیدروژئوشیمیایی که در آبخوان کیفیت آبزیرزمینی را تحت تأثیر قرار میدهد ، مشکل است. به همین دلیل هیدروژئوشیمیستها از تحلیل عاملی۱ استفاده میکنند. تحلیل عاملی ، روش آماري چند متغیرهاي است که هدف آن ساده کردن مجموعههاي پیچیده و مختلفی است که بین متغیرهاي مشاهدهاي وجود دارد. به همین دلیل هیدروژئوشیمیستها براي تشخیص سهم هر یک از عوامل و شرایط مؤثر بر ترکیب

آبزیرزمینی از روش تحلیل عاملی ،یا روش تحلیل خوشه اي

استفاده میکنند(Usunoff & Guzman-Guzman,1989،

Evans et al., 1996 و.(Jeong, 2001 تحلیل عاملی ،روش آماري چند متغیرهاي است که هدف آن شناخت ساز وکارهاي مؤثر،یا سادهکردن مجموعههاي پیچیده و مختلفی است که بین متغیرهاي مشاهده اي وجود دارد. روش تحلیل خوشه اي شامل چندین الگوریتم طبقه بندي شده متفاوت است که هدف آن اتصال متغیرها در داخل خوشه هاي بزرگتر است. نمونه اي از این خوشه،

نویسنده مسئول:تلفن: E-mail:mmahmoodlu@yahoo.com 09113740012

Gonzalez Vazquez et

۷۴

مجموعه سه تایی استکه نتایج را در داخل سه خوشه به هم متصل میکند. رابطه بین مشخصه در داخل شاخه هاي سه تایی ظاهر می شود. شباهت بین مشخصه ها نسبت عکس با فاصله

بین آنها در روي گراف دارد(

.(al.,2005

روش و مواد بررسی

در مطالعه هیدروژئوشیمی آبخوان گرگان از روش تحلیل عاملی براي شناخت عوامل و میزان تأثیرگذاري آنها بر روي ترکیب آبزیرزمینی استفاده شده است. متغیرهاي مشاهدهاي استفاده شده در مطالعات هیدروژئوشیمی شامل نتایج آنالیزهاي شیمیایی آب است. تحلیل عاملی داراي سه مرحله تهیه ماتریس همبستگی از تمام متغیرها،استخراج عاملها و تفسیر نتایج

مجله محیط شناسی شمارة۴۳

است(.(Guler, 2002 به منظور بررسی هیدروژئوشیمی منابع آبی شهر گرگان(شکل شمارة(۱ از اطلاعات مربوط به دو دوره نمونه برداري در بهار و زمستان ۱۳۸۲ استفاده شده است(جداول شمارة۱و.(۲

-۱ ماتریس همبستگی
اساس ماتریس همبستگی، ضریب همبستگی پیرسون
میباشد(رابطه.(۱
( )( y − ∑(x −
رابطه((۱ y x r 
۲ (n −۱)s s

۱

شکل شمارة(:(۱ موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه و برخی منابع تأمین کنندة آب شرب شهر گرگان