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Hydrochemical dynamics of water quality for irrigation use and introducing a new water quality index incorporating multivariate statistics
Environmental Earth Sciences ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-01-16 , DOI: 10.1007/s12665-020-09360-1
Siddhant Dash , Ajay S. Kalamdhad

Anthropogenic contamination, including the adaptation of sophisticated agricultural methodologies, has rendered a steep decline in the water and soil quality across the globe. This, in turn, has adversely affected the crop productivity. Hence, to utilize water from a source, a review assessment regarding the water suitability is essential. The present study proposes a new irrigation-based water quality index (IWQI), integrating statistics; hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA), to specific water use. Twenty-three sampling locations were chosen for analyses of 13 water quality parameters from October 2017 to February 2019 from Deepor Beel, Assam, to determine the efficacy of the proposed water quality index. HCA divided the 23 locations into 3 clusters, after which, PCA for each independent cluster provided component scores. These component scores were then used to estimate weights for each parameter for all the 23 locations. The IWQI categorized all the sampling locations as “Very Good”, thereby rendering them fit for irrigation. This was validated through the use of various irrigation parameters, such as sodium adsorption ratio (SAR), Kelly’s ratio (KR), soluble sodium percentage (SSP), residual sodium carbonate (RSC), permeability index (PI), and magnesium adsorption ratio (MgR). USSL and Wilcox plots were also considered for the correlation. IWQI was observed to provide an excellent association with all the parameters. Thus, the study would prove fruitful in establishing long-term and extensive management plans to the conservation of natural water resources.



中文翻译:

用于灌溉的水质的水化学动力学,并引入了一个包含多元统计的新水质指数

人为污染,包括采用先进的农业方法,使全球水和土壤质量急剧下降。反过来,这不利地影响了作物的生产力。因此,为了利用水源,必须对水的适用性进行评估。本研究提出了一种新的基于灌溉的水质指数(IWQI),并结合了统计数据。特定用水的分层聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)。从2017年10月至2019年2月,从阿萨姆邦的Deepor Beel选择了23个采样点来分析13个水质参数,以确定拟议水质指数的有效性。HCA将23个地点分为3个集群,然后,每个独立集群的PCA提供了组件分数。然后使用这些组件评分来估计所有23个位置的每个参数的权重。IWQI将所有采样位置归类为“非常好”,从而使其适合灌溉。这通过使用各种灌溉参数进行了验证,例如钠吸附率(SAR),凯利比(KR),可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,该研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。然后使用这些组件评分来估计所有23个位置的每个参数的权重。IWQI将所有采样位置归类为“非常好”,从而使其适合灌溉。这通过使用各种灌溉参数进行了验证,例如钠吸附率(SAR),凯利比(KR),可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,该研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。然后使用这些组件评分来估计所有23个位置的每个参数的权重。IWQI将所有采样位置归类为“非常好”,从而使其适合灌溉。这通过使用各种灌溉参数进行了验证,例如钠吸附率(SAR),凯利比(KR),可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,这项研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。IWQI将所有采样位置归类为“非常好”,从而使其适合灌溉。这通过使用各种灌溉参数进行了验证,例如钠吸附率(SAR),凯利比(KR),可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,这项研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。IWQI将所有采样位置归类为“非常好”,从而使其适合灌溉。这通过使用各种灌溉参数进行了验证,例如钠吸附率(SAR),凯利比(KR),可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,该研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,该研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。可溶性钠百分比(SSP),残留碳酸钠(RSC),渗透率指数(PI)和镁吸附率(MgR)。还考虑了USSL和Wilcox图的相关性。观察到IWQI与所有参数都有很好的关联。因此,该研究对于建立长期和广泛的自然水资源保护管理计划将是卓有成效的。

更新日期:2021-01-18
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