Porównanie wybranych statystycznych metod analizy danych hydrogeochemicznych na przykładzie kenozoicznych poziomów wodonośnych w obszarze zlewni Gwdy

W pracy zaprezentowano porównanie wybranych metod wnioskowania statystycznego, stosowanych w badaniach hydrogeochemicznych. Metody statystyczne zostały zastosowane w celu wstępnej identyfikacji procesów formowania składu chemicznego wód poziomów mioceńskiego i głębokiego plejstoceńskiego na obszarze zlewni Gwdy. W rezultacie przeprowadzonej analizy skupień otrzymano trzy grupy (skupienia) czynników kształtujących skład chemiczny wód podziemnych. W wyniku analizy składowych głównych i analizy czynnikowej wyróżniono zbiory dwóch czynników kształtujących skład chemiczny wód podziemnych. Wszystkie zastosowane metody okazały się wrażliwe na występowanie anomalii hydrogeochemicznych. Z tego względu, w przypadku analizy skupień i analizy składowych głównych, niemożliwe było dokonanie w pełni poprawnego opisu chemizmu wód podziemnych w obszarze badań. Najlepsze rezultaty osiągnięto przy zastosowaniu analizy czynnikowej. Wyniki analiz statystycznych odniesiono do rezultatów dodatkowych badań: składu izotopowego wody, stężeń siarczanów, trytu oraz badań mikrobiologicznych. Zastosowane metody statystyczne okazały się pomocne, jednakże interpretacja uzyskanych, szczególnie zróżnicowanych danych, jest utrudniona.

Comparison of selected methods of hydrogeochemical statistical analysis is presented in the paper. Statistical methods were applied to initially identify the formation processes of groundwater chemical composition within the Gwda river basin. As a result of a cluster analysis, three cluster sets of factors forming the chemical composition of the groundwater were distinguished. A set of two factors forming the chemical composition of the groundwater was distinguished as a result of a principal component analysis and a factor analysis. All the statistical methods used were found out to be susceptible upon hydrogeochemical anomalies. The observed susceptibility of the cluster analysis and the principal component analysis allowed a fully correct description of the formation of the groundwater chemical composition in the study area. The best results were achieved using the factor analysis, but this method is also susceptible upon the anomaly cases. The results of the statistical analysis were compared with the research results of additional factors such as the isotopic composition of water and concentrations of sulfates and tritium. The statistical methods appeared to be helpful. However, the interpretation of research results without the additional factors is intractable, especially in the case of hydrogeochemical anomalies.