AquaChem

Adatbázis

Az AquaChem testre szabható MS Access adatbázis köré épül, amely úgy konfigurálható, hogy mintánként több mint 1000 numerikus mintajellemzőt tartalmazzon (pl.: kémiai elemek, gázkoncentrációk, izotópok összetétele, fizikai paraméterek, stb.). A paraméterek az alábbi paramétercsoportokra oszthatók:

• Mintavételi hely leíró paraméterek (hely azonosító (ID), terület, hely, geológia, stb.)
• Minta leíró paraméterek (mintaazonosító (ID), mintavételi dátum, projekt megbízó, víztípus, laboratórium kód, stb.)
• Mért paraméterek: választhatsz több mint 350 szerves és szervetlen vegyi anyagból, valamint fizikai paraméterek (pH, vezetőképesség, stb.), gázok, izotopok.
• Modellezett paraméterek: PHREEQC telitettségi index és aktivitás

A paramétercsoportok mindegyike előre definiált paramétereket tartalmaz, amelyeket egyedi mintavételi és adatközlési igények szerint testre szabott adatkészletek létrehozására lehet használni. A beépített adatbázis tartalmazza a főbb kationokat és anionokat, és azok vegyi tulajdonságait. Könnyen hozzáadhatók olyan paraméterek, amelyeket az adatbázis nem tartalmaz.

Az AquaChem adatbázisnak szabványos lekérdezési funkciói vannak, és tartalmazza a minták hozzáadásának vagy elvételének lehetőségét. Erőteljes kereső, és tetszőleges kritérium alapján rendező algoritmusok állnak rendelkezésre. A kiválasztott minták könnyen alcsoportokba menthetők, vagy az AquaChem-el való további adatfeldolgozás és értékelés céljából ideiglenesen leválaszthatók a többi rekordtól.

Adatbevitel és import

Az AquaChem több száz vagy több ezer adatot képes importálni .TXT, .PRN,
.CSV vagy MS Excell fájlokból. Az adatfájlok formátuma eltérhet az AquaChem által használt formátumtól. Továbbá, a forrásfájlban használt vegyi anyag nevek is eltérhetnek az AquaChem mezőnevektől. Tehát, az AquaChem rendelkezik többféle adatformátum felismerésének opciójával, és a CAS számok révén automatikusan hozzárendeli a forrásfájlban szereplő neveket az adatbázis mezőneveihez. A vízminőségi szabványok is hasonlóan beimportálhatók.

Táblázatos szerkesztés

Adatexportálás

• Adatok, jelentések és táblázatok exportálása MS Excel formátumban
• XYZ adatkészletek exportálása
• Mintavételi helyek és attribútumok exportálása ESRI TM (.SHP) fájlba
• Az exportált .SHP fájlok felhasználhatók más alkalmazásokban (pl. HydroGeo Analyst)

Adathelyetesítés

Az AquaChem, gyakran mért értékeket (kationok, anionok) használ a kiegészítő geokémiai paraméterek számítására (víztípus, anionok, kationok, ionmérleg, összes oldott anyag, keménység, lúgosság, gyakran használt arányok és oldott ásványi anyagok).

Minták összehasonlítása

Korrelációs mátrix

Vízminőségi határértékek

Minta keverékek

Megbízhatósági vizsgálat

• Mann-Kendall teszt: nem-parametrikus teszt növekvő vagy csökkenő trend meghatározásához
• Lineáris regresszió: koncentráció idősoron alapuló regressziós vonal
• Értelmességi teszt: meghatározza egy koncentráció idősor meredekségének értékét és konfidencia intervallumát

  Összegző statisztikák

• Átlag, középérték, intervallum, minimum, maximum. szórás, percentilisek, stb.
• Interkvartilis tartomány: a 75. és a 25. percentilisek közötti különbséget mutatja.
• Konfidencia intervallumok: a középérték körüli azon intervallumot fejezik ki, amely tartalmazza a tényleges középértéket
• T-statisztikák: kiszámítják a Student eloszlás t-értékét
• Ki-nem-mutatott százalék: a kimutatási határérték alatti értékek százaléka
• Szimmetria (Skewness): egy eloszlás szimetrikusságának a mértéke
• Kúrtózis: egy eloszlás "csúcsosságának" a mértéke

  Elütő értékek (Outlier) tesztelése

• Dixon szélsőérték tesztje: elütő értékek keresése, ha a minták száma 25 vagy kevesebb
• Diszkordancia teszt: meghatározza, hogy egy szélsőséges érték elütő érték vagy sem
• Rosner teszt: legfennebb 10 elütő érték megkeresése 25 vagy nagyobb mintaszámból
• Walsh teszt: nem-parametrikus teszt, ezért nem normális eloszlású adatsor esetében is alkalmazható. Nagyszámú mintára van szükség (>60).

  Normalitási tesztek

• Studentizált tartomány teszt: összehasonlítja a minta tartományt annak szórásával
• Geary teszt: a minta átlag szórásának és normális szórásának aránya
• Shapiro Wilk teszt: az egyik legerőteljesebb normalitási teszt, amelyet számos EPA irányelv ajánl
• Agosdino teszt: a normalitás vagy a lognormalitás null-hipotézisét teszteli ha n>50

Telítettségi indexek és aktivitások számítása

http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/index.html

Grafikus képességek

Az AquaChem egyik legerőteljesebb képessége abban rejlik, hogy képes hatékonyan kezelni, létrehozni és grafikusan megjeleníteni az adatokat. Több mint 23, tipikus diagramtípust tartalmaz a program grafikus készlete.

Továbbá, a program erőteljes linkek segítségével, bárhonnan azonosíthatók és a diagram megfelelő pontjához kapcsolhatók a minta-adatok. Ez az egyszerű, de hatékony eszköz lehetővé teszi, hogy az adatokat többféle értelmezési módszerrel elemezzük. Az adatbázisban mindegyik adata közvetlenül csatolva van a diagramokhoz, tehát bármely adatmódosítás azonnal tükröződik a diagramokon is.

Egyéb közös jellemzők

• Teljesen testre szabható tengelyek és mértékegységek
• A Windows True Type fontok teljes készlete
• Arányos szimbólumméretek
• Fejlett szimbólum címkézés
• Bizonytalansági intervallumok megjelenítése az XY pontdiagramokon
• Maximális megengedhető koncentrációk és/vagy kimutatási határértékeket jelölő vonalak megjelenítése

Az X-Y pontdiagramok a geokémiai adatok értelmezésének legegyszerűbb elsődleges megközelítési formái. Könnyen létrehozható, ionok közötti összefüggéseket vagy lényeges adatokat tartalmazó paramétereket ábrázoló grafikonok, amelyekkel egyszerű a sémák azonosítása és megértése. Lineáris és logaritmikus skálák alkalmazhatók az x és az y tengelyeken, és mindkét komponens (x vagy y) szorzótényezővel módosítható. Mindkét tengelyen arányok és összegek hozzáadására van lehetőség.

A pontdiagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A Langelier-Ludwig diagram megegyezik a Piper és a Durov diagramok vetítési területeivel. A kiválasztott anion és kation csoportokat meq százalékban ábrázolja. Az anionok összegét az x tengelyen, a kationok összegét pedig az y tengelyen ábrázoljuk, amelyek mindegyike 0-50 meq% között skálázott.

Az összes főbb elem ábrázolható a Langelier-Ludwig diagramon, de a Piper és a Durov diagramokkal ellentétben abszolút koncentrációk helyett relatív arányokat ábrázol.

A Langelier-Ludwig diagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A Wilcox diagramnak az alábbi részei vannak:

Vezetőképesség (us/cm):

• C1: alacsony(0 - 249)
• C2: közepes (250 - 749)
• C3: magas (750 - 2249)
• C4: nagyon magas (2250 - 5000)

A SAR értékek az alábbi kategóriákba oszthatók:

• S1: alacsony
• S2: közepes
• S3: magas
• S4: nagyon magas

A geo-hőmérő grafikonokat adott geológiai és hidrogeológiai feltétel mellet a geotermikus becslések minőségének tesztelésére használhatók.

• Minimum mért értékek
• Q1: első (alsó) kvartilis (25. percentilis): az adatok 25% ez alatt az érték alatt van
• Q2: második kvartilis (medián): az adatok 50% ez alatt az érték alatt van
• Q3: harmadik (felső) kvartilis (75. percentilis): az adatok 25% e fölött az érték fölött van
• Maximum mért értékek

• Minimum mért értékek
• Q1: első (alsó) kvartilis (25. percentilis): az adatok 25% ez alatt az érték alatt van
• Q2: második kvartilis (medián): az adatok 50% ez alatt az érték alatt van
• Q3: harmadik (felső) kvartilis (75. percentilis): az adatok 25% e fölött az érték fölött van
• Maximum mért értékek

A frekvencia hisztogramok leggyakoribb alkalmazása, a mért értékek adott intervallumában a populációk számának vizsgálata. Nagy számú minta ábrázolása lehetséges úgy, hogy a grafikon nem válik túlzsúfolttá. Az adott intervallumban a minták előfordulásának gyakorisága feltüntethető százalékban vagy a mintaszámmal.

A frekvencia hisztogram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. Az értékintervallumok 10 vagy több csoport alapján választhatók, és a hozzájuk tartozó értékek alapján, az egyes minták az x tengelyen azonosíthatók. A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A Piper diagram a főbb ionok meq százalékait ábrázolja két alapháromszögben. Az összes anion és az összes kation 100%, és a két háromszögben ábrázolt adatpontok egy szomszédos hálóra vannak vetítve. A diagramból hasznos összefüggéseket és információkat kapunk nagy mintaszám esetén. A Piper diagram fő célja az adatpont csoportok ábrázolása, és az azonos összetételű minták azonosítása.

A Piper diagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). Egyéb opciók is rendelkezésre állnak, mint egyéni szorzók hozzárendelése a kiválasztott ionhoz, hogy az alapvonalon elkerüljük az adatpontok halmozódását. A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A Durov diagram a Piper diagram egy változata, amely a főbb ionok meq százalékait két alapháromszögben ábrázolja. Az összes anion és az összes kation 100%, és a két háromszögben ábrázolt adatpontok egy négyzethálóra vannak vetítve, amely merőleges mindkét háromszög harmadik tengelyére. A diagramból hasznos összefüggéseket és információkat kapunk nagy mintaszám esetén. A Durov diagram fő célja az adatpont csoportok ábrázolása és az azonos összetételű minták azonosítása.

A Durov diagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). Egyéb opciók is rendelkezésre állnak, mint egyéni szorzók hozzárendelése a kiválasztott ionhoz, hogy az alapvonalon elkerüljük az adatpontok halmozódását. A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A ternáris diagram szintén a mintacsoportok közötti összefüggések és trendek meghatározására használható. Mivel kevesebb paramétert használ, és az adatpontokat nem vetíti hálóra, megértése általában nehézkesebb, mint a Piper és a Durov diagramoké. A ternáris diagramban az ionokat a koncentrációk százaléka alapján ábrázoljuk, de a diagramban nem csak meq mértékegységek használhatók.

A ternáris diagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). Egyéb opciók is rendelkezésre állnak, mint egyéni szorzók hozzárendelése a kiválasztott ionhoz, hogy az alapvonalon elkerüljük az adatpontok halmozódását. A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A fél-logaritmikus diagramokat a főbb ionok meq/l vizsgálati eredményeinek, és ugyanazon diagramon a különböző hidrokémiai víztípusok ábrázolására fejlesztették ki. Ennek az ábrázolási típusnak az előnye, hogy a trilineáris diagramokkal szemben, a tényleges koncentrációkat ábrázolják.

A Schoeller diagram a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. Összesen 10 különböző paraméter vehető fel az x tengelyen, és a mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

Attól függően, hogy a háromszögben egy adott minta összetétele hová esik, a K, Mg, és Na koncentráciük alapján megállapítható a közet-víz egyensúlyi állapota.

Több mintavételi helyen a fizikai és kémiai paraméterek időbeni változásának követése. Ez a diagram, a természetes vizek hidrogeokémiai és hidrogeológiai folyamatai értelmezésének szabványos módszere.

Az idősor grafikon a megnyitott adatbázis összes mintáját, vagy kiválasztott mintacsoportokat képes ábrázolni. A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A mintaértékeket ábrázoló szimbólumok tetszés szerint módosíthatók (szín és alak). A kiemelt adatpontok az adatbázisban kijelölt pontoknak felelnek meg, és az összes többi diagramban is kiemelten jelennek meg.

A mintavételi helyek X-Y diagramokon jeleníthetők meg, és részletes területtérképek importálhatók számos raszter formátumban mint JPG, BMP, TIF, stb. A vízminőségi diagramoknak a térképre való ráhelyezése szemléletes viszonyítási lehetőséget biztosít a mintavételi adatok elemzése során. A szimbólumok színe és formája testre szabható. Továbbá, a térképen feltüntethetők a különböző víztípusok helyei, vagy a szimbólumok a megjelenített koncentráció függvényében méretezhetők vagy színezhetők. A kiemelt mintavételi helyek azokat a mintákat jelentik, amelyeket az adatbázisban kiválasztottunk, és az aktív diagramokon ki vannak jelölve.

AutoCAD DXF térképre való ábrázolás

A mintavételi helyek X-Y diagramokon jeleníthetők meg, és részletes területtérképek importálható AutoCAD DXF formátumban. A vízminőségi diagramoknak a térképre való ráhelyezése szemléletes viszonyítási lehetőséget biztosít a mintavételi adatok elemzése során. A szimbólumok színe és formája testre szabható. Továbbá, a térképen feltüntethetők a különböző víztípusok helyei, vagy a szimbólumok a megjelenített koncentráció függvényében méretezhetők vagy színezhetők. A kiemelt mintavételi helyek azokat a mintákat jelentik, amelyeket az adatbázisban kiválasztottunk, és az aktív diagramokon ki vannak jelölve.

Az AquaChem a jelentéseket és a grafikus ábrákat a Windows NT/2000/XP által kezelt bármely nyomtatóra kinyomtatja. A nyomtatóvezérlő lehetővé teszi korlátlan számú nyomtatandó grafikus objektum méretezését úgy, hogy azok egy oldalon elférjenek. Ez a lehetőség főleg a nagy számú mintát tartalmazó Stiff és sugár diagramok, vagy több különböző diagramon ábrázolt mintacsoportok összehasonlítása esetén jelent előnyt.

A diagramok kinyomtathatók üres oldalra, vagy kiválasztható egy beépített sablon, melyben a projektrészletek is megadhatók. Továbbá, feltüntethető az oldal címe és a diagramok leírása. Az AquaChem lehetővé teszi az oldalak
testre szabását, és a saját sablonok létrehozását.