Hidrológiai Közlöny 1991 (71. évfolyam)
4. szám - Gál Nóra–Ó. Kovács Lajos: Felszín alatti vizek kémiai adatainak feldolgozása matematikai módszerekkel
230 HIDROLOGIAI KÖZLÖNY 1991. 71. ÉVF. 4. SZÁM 2 diszkrimináns 1. diszkrimináns • i . i , , | -5 -i -3 -2 -1 0 1 2 3 i. 6. ábra. A három áramlási rendszer diazkriminanciadiagramja 1. diazkriminátor — 0,034 xNH, + 0,002 xNa -0,012 xCa -0,006 xMg + 2,12 xMn -0,154 xFe - 0,001 X HCO3 + 0,617 XpH + 0,058 X O 2fogy -0,01 xK+0,041 XH 2Si0 4-0,034 xJ-0,663 xBr- 1,807 X As + 1,216 X Ba + 0,722 xSr -0,346Li 5,081. 2. diszkriminátor — 0,052 xNH 4 -0,001 xNa + + 0,005 xCa -0,003 xMg -2,677 XMn -0,228 xFe + + 0,001 XC1 + 0,001 XHC0 3-0,439 XpH+0,099 X XO, fogy+ 0,005 XK+ 0,01 xH 2Si0 4-0,532 xJ + + 0,819 xBr-3,467 XAs+1,745 xBa + 0,039 xSr-0,586 xLi + 1,88 * A felszínközeli áramlási rendszer mintái; A A közbülső áramlási rendszer mintái; O A mélyáramlási rendszer mintái; Mezőhatár. ségek statisztikailag kezelhetők, levezethető a 6. ábrán látható diszkriminancia-diagram, amelyen a három rendszerből származó minták többsége jól elkülönül. A kismértékű átfedések magyarázata lehet, hogy a három zóna között a fizikai határ sehol sem éles. A korábbiak értelmében e diagram segítségével további mintákat automatikusan osztályozhatunk. 4. összefoglalás Az elvégzett statisztikai feldolgozással a három áramlási rendszer fontos kémiai tulajdonságait sikerült megállapítani, egymással összevetni. Ugyanakkor egy-egy zónára az alacsony mintaszám miatt az áramlási rendszeren belüli finomabb jellegek és víz típusok csak korlátozott részletességgel jellemezhetők. Ezért célszerűnek látszik e metodikával földtanilag kisebb és egységesebb területeket nagyobb mintaszámmal vizsgálni. A fenti eredmények alapján lehetségesnek tűnik a magyarországi vízkémiai adatok egységes koncepciójú, rendszeres feldolgozása matematikai módszerekkel, aminek eredményeképpen sokoldalú jellemzést kapunk a vízáramlási rendszerekre és ezeken belül a víztípusokra, másrészt kialakul egy olyan matematikai apparátus, amelynek segítségével újabb kutatási területek mintáit hatékonyan és célszerűen osztályozhatjuk. Irodalom Anderberg, M. TI., 1973.: Cluster Analysis for Applications. AP, New York fíartha A., Fodor P., 1987.: Rétegvizek nyomelemtartalmának meghatározása atomabszorpciós spektrometriás és induktív csatolású plazma emissziós spektrometriás módszerrel. M. A. F. I. Évi .Jelentése az 1985. évről: 491—498. Dttda, R. O., Hart, P. E., 1973.: Pattern Classification and Scene Analysis. J. Wiley et S., New York Erdélyi, M., Gálfy, J., 1988.: Surface and Subsurface Mapping in Hydrogeologv. Akadémiai Kiadó, Budapest: 251—278. Jöreskog, K. G., Klovan, J. E., Reyment, R. A., 1976.: Geological Factor Analysis. Elsevier, Amsterdam Varsányi Z-né, 1989.: Felszín alatti vízmozgás követése vízkémiával a dél-alföldi rétegvizekben. Hidrológiai Közlöny, 69, 5: 257—263. A kézirat beérkezett: 1990. július 30. Közlésre el fogadva: 1991. január 20. Statistical Analvsis of Chemical Dala írom Subsurface Waters Gál N. (Ms) — Ó. Kovács I. Ahstraet: In 1986 130 water samples were collected bv the Hydrogeologv Department of the Hungárián Geological Survey from three profiíes through the Pannonian Basin (fig. 1.). The samples represent three different subsurface water flow systems (fig. 2.): local, intermediate, régiónál. Ali of the samples were analyzed in the same laboratories for the given chemical parameters: NH (, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, As, Li, Ba, Sr, Rb, Al, Co, Cr, Ni, Cd, Zn, Pb, Cu, Cl, HC0 3, N0 2, N0 3, S0 4, J, Br, F, B, H 2Si0 3, pH, alkalinity, hardness, totál dissolved solids, COD, and free carbon dioxidé. The chemical data for each flow system were processed by the following statistical inethods. The distributions of the parameters were assessed by using histograms (fig. 3. a, b, c). Several basic statistics (mean, median, maximum, minimum, standard deviation, standard error) were calculated. The pairwise correlation of the chemical components were measured by the coefficient of correlation computed according to both Pearson and Spearman inethods (table 1.). The geochemical factors, affecting the behavior of the parameters, were studied with the help of a factor analysis (tables 2, 3, 4.). An agglomerative hierarchical cluster analysis was used for revealing the similarities between the samples (fig. 4, 5; tables 5, 6.). Based on the statistical differences between the three water flow systems, a discriminant analysis was carried out in order to produce classification diagram for the studied systems (fig. 6.). Although in all the three systems the asymmetrical distributions are characteristic for all components, the typical values of manv components are different. Due to distinct geochemical factors in the three flow systems, the connections between the parameters are remarkably dissimilar. Owing to the small number of samples cluster analysis gave only a few uncertain groups in the intermediate and régiónál flows. The significant chemical differences between the three flows resulted in an almost perfect. statistical discrimination.
