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National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSF WQI)

Source: R/nsfwqi.R
nsfwqi.Rd

Calcula o NSF WQI suportando a agregacao multiplicativa (McClelland / NSF revisado: \(WQI = \prod Q_i^{w_i}\)) e a agregacao aditiva original (Brown et al., 1970: \(WQI = \sum Q_i \cdot w_i\)).

Usage

nsfwqi(
  df,
  pesos = c(do = 0.17, fc = 0.16, ph = 0.11, bod = 0.11, temp_change = 0.1, po4 = 0.1,
    no3 = 0.1, turbidez = 0.08, ts = 0.07),
  aggregation = c("mcclelland_geometric", "brown1970_arithmetic"),
  na_rm = FALSE,
  add_status = TRUE,
  locale = c("pt", "en")
)

Arguments

df

Data frame com as colunas dos parametros.

pesos

Vetor nomeado numerico com os pesos oficiais NSF: do=0.17, fc=0.16, ph=0.11, bod=0.11, temp_change=0.10, po4=0.10, no3=0.10, turbidez=0.08, ts=0.07.

aggregation

Metodo de agregacao: "mcclelland_geometric" (padrao geometrico ponderado) ou "brown1970_arithmetic" (padrao aritmetico ponderado original de 1970).

na_rm

Logico; se TRUE, renormaliza os pesos por linha para os parametros validos. Se FALSE (padrao), linhas com parametros faltantes resultam em NA.

add_status

Logico; se TRUE (padrao), adiciona a coluna NSFWQI_status.

locale

Idioma dos rotulos: "pt" (padrao) ou "en".

Value

O data frame de entrada com a coluna NSFWQI e, opcionalmente, NSFWQI_status.

Details

O mapeamento de parametros tenta resolver colunas em formato brasileiro ou internacional:

do

Oxigenio dissolvido (mg/L ou sat).

fc

Coliformes termotolerantes / fecais (NMP/100 mL).

ph

pH (unidades).

bod

Demanda bioquimica de oxigenio (mg/L).

temp_change

Variacao termica Delta T (graus Celsius).

po4

Fosfato total (mg/L).

no3

Nitrato (mg/L).

turbidez

Turbidez (NTU).

ts

Solidos totais (mg/L). Solidos suspensos (TSS) nao sao usados como substituto (ate a v0.11.0 eram, sem aviso).

Natureza aproximada

Nao e o NSF WQI validado. Os subindices \(Q_i\) sao funcoes-degrau grosseiras, com 2 a 4 niveis (ex.: OD >= 7,5 mg/L -> 90), e nao as curvas da NSF (Brown et al., 1970). Consequencias:

  • o \(Q_i\) maximo e 90, logo o indice nunca passa de 90 e a classe "Excelente" (> 90) e inalcancavel;

  • o OD e usado em mg/L, enquanto a NSF usa \

  • sem coluna de variacao de temperatura, assume-se Delta T = 0 (Q = 90).

Use apenas para exploracao e comparacao qualitativa. Os pesos padrao sao os pesos NSF publicados. Ver system.file("audit", "RELATORIO_IMPLEMENTACAO_IGAM_COMPARE.md", package = "tikatuwq").

References

Brown, R. M., McClelland, N. I., Deininger, R. A., & Tozer, R. G. (1970). A water quality index - do we dare? Water and Sewage Works, 117(10), 339-343.

McClelland, N. I. (1974). Water Quality Index Application in the Kansas River Basin. EPA-907/9-74-001, U.S. Environmental Protection Agency.

Examples

d <- data.frame(
  od = 6.5, coliformes = 200, ph = 7.2, dbo = 2,
  temperatura = 25, p_ortofosfato = 0.05, n_nitrato = 1.0,
  turbidez = 8, solidos_totais = 120
)
nsfwqi(d, na_rm = TRUE)
#>    od coliformes  ph dbo temperatura p_ortofosfato n_nitrato turbidez
#> 1 6.5        200 7.2   2          25          0.05         1        8
#>   solidos_totais NSFWQI NSFWQI_status
#> 1            120   86.1           Boa