Multivariate statistical analysis of groundwater quality in Wadi Ranyah Saudi Arabia التحليل الإحصائي للمتغيرات المتعددة لنوعية المياه الجوفية في وادي رنية، المملكة العربية السعودية

Abstract

استخدمت التحليلات الإحصائية للمتغيرات المتعددة مثل تحليل المجموعات وتحليل المركبات لعدد 22 عينة من المياه الجوفية جمعت من مواقع متاحة وممثلة تمثيلاً جيدًا لعدد من أفرع وادي رنية في الجزء الجنوبي الغربي من المملكة العربية السعودية حللت العينات المائية لعدد 21 متغيرًا تشمل العناصر الرئيسة والنادرة شملت الدراسة تعيين أولى لنوعية المياه في منطقة الدراسة من تحليل ديوروف حيث يغلب عليها سحنة كالسيومبيكربونات بالإضافة إلى تحليل دلائل التشبع للمياه من كل من الجبس والهاليت والأنهيدريت حيث أظهرت النتائج أن المياه الجوفية غير مشبعة من هذه المعادن وباستخدام تحليل مجموعات العناصر وجدت مجموعتان بينهما علاقة قوية، مجموعة العناصر الرئيسة والتي تتأثر عادة بالتكوينات الجيولوجية المحيطة، والمجموعة الثانية والتي تحتوي على العناصر النادرة والملوثات والناتجة من النشاط الزراعي والبشري ومن تحليل المركبات وجد أن الثلاث مركبات الأولى تشرح حوالي 70 من تباين القيم للعينات، حيث أوضحت المركبة الأولى قوة العلاقة بين العناصر الرئيسة مثل الكالسيوم والمغنسيوم والصوديوم والبيكربونات والكبريتات والعسر الكلي بالإضافة إلى التوصيل الكهربي والسيليكات والفوسفات أما المركبة الثانية فظهر تأثير النترات والمنجنيز وذلك من تاثير النشاط الزراعي أما عنصر الكلور فظهر تأثيره مع المركبة الثالثة وذلك لقلة الملوحة في المياه الجوفية وقرب عهدها بالتغذية المطرية كما أظهرت العلاقة بين المركبة الأولى والثانية أن العينات تقع في مجموعة واحدة تقريبًا مع فصل واضح للعينات الشاذة أما العلاقة بين المركبة الأولى والثالثة فكونت مجموعتين من العينات

Multivariate statistical techniques such as cluster analysis and principal component analysis were performed on 22 wellrepresentative groundwater samples gathered from different tributaries of Wadi Ranyah Western Provence Saudi Arabia The collected samples were analyzed for a total of 21 water quality descriptors (variables) including major and trace elements From traditional Durov diagram water classification the water quality is CalciumBicarbonate type In addition saturation indices (SI) were calculated for Anhydrite Gypsum and Halite and the results show that the water is undersaturation state Rmode cluster analysis resulted in two distinctive sources controlling water chemistry groundwaterrock interaction agriculture and anthropogenic sources The first three principle components explained 70% of the total data variability First factor reveals strong associations between Ca2 Mg Na HCO3¬ SO¬¬42 pH TH and conductivity and trace elements as PO¬¬43¬ and SiO2 The second factor represents the high loading of NO3 and Mn as the input of soil water The third factor reveals high loading of Chloride (Cl) which may be due to the flushing of evaporate minerals with recent rainfall recharge Plots of samples of F1 versus F2 show approximately one group with good separation of outlier samples where F1 versus F3 allowed good separation of two groups