تحلیل فضایی کیفیت منابع آب زیرزمینی جهت مصارف شرب، کشاورزی و صنعتی (مطالعه موردی: دشت آباده طشک-جهان آباد)

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

کمال امیدوار ¹ , حسین بهزادی کریمی ²

1 - استاد گروه جغرافیای طبیعی(آب وهوا شناسی) دانشگاه یزد ،یزد، ایران
2 - دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، دانشگاه یزد ،یزد،ایران

تاریخ دریافت : 1396/03/25 تاریخ پذیرش : 1396/09/12 تاریخ انتشار : 1396/12/29

کلید واژه: کیفیت آب زیرزمینی, تحلیل مکانی, روش کوکریجینگ, طبقه‌بندی کیفی آب, دشت آباده طشک-جهان آباد,

چکیده مقاله :

هدف از این مطالعه، تحلیل مکانیکیفیتآب زیرزمینی دشت آباده طشک-جهان‌آبادواقع در شرق استان فارس برای مصارف شرب، کشاورزی و صنعتی براساسدیاگرام‌های شولر، ویلکوکس و شاخصاشباع‌شدگیلانژلیهاست. ابتدا داده‌های 8 پارامتر کیفی مؤثر در مصارف فوق،شاملTDS،TH ،Na+،Cl-، SO42-،PH ،ECو SARمربوط به 29 حلقه چاه منطقهجمع‌آوریو از نرمال بودن توزیع داده‌ها اطمینان حاصل گردید. به کمکتحلیل‌گرزمین‌آماری در سامانه‌ی اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مدل‌های مختلف روش کوکریجینگبرای هر پارامتربررسی و نتایج حاصل از مدل‌های مذکور براساسفن اعتبارسنجی متقابل با معیار آماری ریشه‌ی دوم میانگین مربعات خطا (RMSe) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای پارامترهای TDS،TH ، Cl- و PH، مدلرشنال کوادریک و برای متغیرهای Na+، SO42-، EC و SAR، مدلنمایی از بیشترین دقت و کمترین خطا نسبت به سایر مدل‌هایواریوگرام برخوردار می‌باشند.براساس نمودار شولر، 38% چاه‌های دشت در گروه خوب و قابل‌قبول قرار داشته و مانعی ازنظر شرب ندارند. نمودار ویلکوکس نشان می‌دهد که اکثر چاه‌ها (62%) در کلاس خیلی شور قرار داشته و برای کشاورزی مناسب نمی‌باشند. با توجه به ضریب اشباع‌شدگی لانژلیه، 76% آب زیرزمینی دشت در رده‌ی رسوبگذار و 24% باقی‌مانده در رده‌ی خورنده ازنظر صنعتی قرار دارند.نقشه‌های طبقه‌بندی کیفیآب زیرزمینی دشتازلحاظ شرب، کشاورزی و صنعتی نشان داد که کیفیت آب از مناطق مرتفع شمال به سمت نواحی پست جنوب (به‌استثنایناحیه‌ی ده زیر 2)، بخصوص در اراضی فاقد کشاورزی یعنی محدوده‌یدریاچه‌ی بختگان که کلاس کیفیت آبِ غیرقابل استفاده غالب است؛ کاهش می‌یابد.

چکیده انگلیسی:

هدف از این مطالعه، تحلیل مکانیکیفیتآب زیرزمینی دشت آباده طشک-جهان‌آبادواقع در شرق استان فارس برای مصارف شرب، کشاورزی و صنعتی براساسدیاگرام‌های شولر، ویلکوکس و شاخصاشباع‌شدگیلانژلیهاست. ابتدا داده‌های 8 پارامتر کیفی مؤثر در مصارف فوق،شاملTDS،TH ،Na+،Cl-، SO42-،PH ،ECو SARمربوط به 29 حلقه چاه منطقهجمع‌آوریو از نرمال بودن توزیع داده‌ها اطمینان حاصل گردید. به کمکتحلیل‌گرزمین‌آماری در سامانه‌ی اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مدل‌های مختلف روش کوکریجینگبرای هر پارامتربررسی و نتایج حاصل از مدل‌های مذکور براساسفن اعتبارسنجی متقابل با معیار آماری ریشه‌ی دوم میانگین مربعات خطا (RMSe) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای پارامترهای TDS،TH ، Cl- و PH، مدلرشنال کوادریک و برای متغیرهای Na+، SO42-، EC و SAR، مدلنمایی از بیشترین دقت و کمترین خطا نسبت به سایر مدل‌هایواریوگرام برخوردار می‌باشند.براساس نمودار شولر، 38% چاه‌های دشت در گروه خوب و قابل‌قبول قرار داشته و مانعی ازنظر شرب ندارند. نمودار ویلکوکس نشان می‌دهد که اکثر چاه‌ها (62%) در کلاس خیلی شور قرار داشته و برای کشاورزی مناسب نمی‌باشند. با توجه به ضریب اشباع‌شدگی لانژلیه، 76% آب زیرزمینی دشت در رده‌ی رسوبگذار و 24% باقی‌مانده در رده‌ی خورنده ازنظر صنعتی قرار دارند.نقشه‌های طبقه‌بندی کیفیآب زیرزمینی دشتازلحاظ شرب، کشاورزی و صنعتی نشان داد که کیفیت آب از مناطق مرتفع شمال به سمت نواحی پست جنوب (به‌استثنایناحیه‌ی ده زیر 2)، بخصوص در اراضی فاقد کشاورزی یعنی محدوده‌یدریاچه‌ی بختگان که کلاس کیفیت آبِ غیرقابل استفاده غالب است؛ کاهش می‌یابد.

منابع و مأخذ:

1- پیری، حلیمه؛ انصاری، حسین و بامری، ابوالفضل (1392): بررسی تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت بجستان جهت مصارف شرب و کشاورزی با استفاده از روش‌های زمین‌آماری، مجلۀ علوم و مهندسی آبیاری. جلد 37. شماره 3. صفحات 122-107.

2- جعفری، رضا و بخشنده مهر، لیلا (1393): بررسی تغییرات مکانی شوری و قلیائیت آب‌های زیرزمینی استان اصفهان، مجلۀ علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب‌وخاک. سال هجدهم. شماره 68. صفحات 194-183.

3- خاندوزی، فهیمه؛ پری زنگنه، عبدالحسین؛ زمانی، عباسعلی و دادبان شهامت، یوسف (1394): بررسی کیفیت هیدرو شیمیایی و بهداشتی آب زیرزمینی شهرستان رامیان استان گلستان، مجله تحقیقات سلامت در جامعه. شماره 1. صفحات 52-41.

4- رجبی، علی‌محمد؛ مختاری، کیوان و علی‌آبادی، محمدعلی (1394): بررسی هیدروژئوشیمیایی آب‌های زیرزمینی منطقه هستیجان و تعیین کیفیت آن‌ها برای مصارف مختلف، نشریه محیط‌زیست طبیعی ایران. شماره 3. صفحات 399-387.

5- رستم زاده، هاشم؛ نیک جو، محمدرضا؛ اسدی، اسماعیل و جعفر زاده، جعفر (1394): توان سنجش تغییرات کیفیت آب زیرزمینی قابل شرب در پهنه‌های جمعیتی دشت اردبیل با استفاده از ترکیب مدل‌های زمین‌آماری و تصمیم‌گیری چندمعیاری در محیط GIS، فصل-نامه ژئوهیدرومورفولوژی. شماره 3. صفحات 60-43.

6- رفیع شریف‌آباد، جواد؛ نوحه‌گر، احمد؛ زهتابیان، غلامرضا و غلامی، حمید (1396): بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب زیرزمینی جهت شرب و کشاورزی در دشت یزد-اردکان، نشریه مدیریت بیابان. شماره 9. صفحات 119-107.

7- زاهدی فر مریم؛ موسوی، علی‌اکبر و رجبی، مریم (1392): پهنه‌بندی ویژگی‌های شیمیایی کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت فسا با استفاده از روش‌های زمین‌آماری، نشریه آب‌وخاک. شماره 4. صفحات 822-812.

8- شعبانی، محمد (1390): ارزیابی روش‌های زمین‌آماری در تهیه نقشه‌های کیفی آب‌های زیرزمینی و پهنه‌بندی آن‌ها (مطالعه موردی دشت نیریز استان فارس)، فصلنامه جغرافیای طبیعی لار، شماره 13. صفحات 96-83.

9- طباطبائی، سید حسن (1379): رفع آلودگی فلزات سنگین فاضلاب‌های شهری با استفاده از ژئولیت های طبیعی ایران، درس گروهی دکتری آبیاری و زهکشی. دانشگاه تهران. صفحه 35.

10- علیزاده، امین (1389)، اصول هیدرولوژی کاربردی. مشهد. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع).

11- غفوری، وحید؛ ملک پور، نصرت‌الله و مردانی، امین (1390): ارزیابی زمین‌آماری کیفیت آب زیرزمینی دشت داراب استان فارس، مجله حفاظت منابع آب‌وخاک. شماره 2. صفحات 92-81.

12- قاسمی، سمیرا؛ گنجی خرم‌دل، ناصر؛ مردیان، مهدی (1394): تحلیل احتمال تجاوز از آستانه EC و Ph آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین‌آمار در دشت اردکان-فراهان، نشریه پژوهش‌های کاربردی علوم آب. شماره 1. صفحات 82-71.

13- محمدی، مسعود؛ محمدی قلعه نی، مهدی و ابراهیمی، کیومرث (1390): تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت قزوین، مجلۀ پژوهش آب ایران. سال پنجم. شماره هشتم. صفحات 52-41.

14- محمد یاری، فاطمه؛ اقدر، حسین و بصیری، رضا (1394): پهنه‌بندی کیفیت آب زیرزمینی از لحاظ شرب با استفاده از روش‌های زمین‌آمار (مطالعه موردی: مناطق خشک مهران و دهلران)، فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر). دوره 26. شماره 1. صفحات 208-199.

15- ولایتی، سعد الله (1378): پیامدهایی ناشی از اضافه برداشت آبخوان‌های زیرزمینی، مجله دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه فردوسی مشهد. شماره اول و دوم. صفحات 124-107.

16- Aghazadeh, N. Mohaddam, A. and Kymiaee, A. (2008): Assessment of Hydrochemical Properties of Underground Water in Salmas and Its Suitability for Various Uses. Journal of Esfahan University, 34:5.

17- Al-hadithi, M. (2012): Application of Water Quality Index to Assess Suitablity of Groundwater Quality for Drinking Purposes in Ratmao- Pathri Rao Watershed, Haridwar District India, Journal of Scientific and Industrial Research, Pp. 395-402.

18- Al-Kouri, O. (2010): Geostatistical Analysis of Karst Landscapes. Geology Department, Faculty of Sciences, University of Malaya. Vol. 15. 913-916.

19- Baalousha H. (2010): Assessment of a Groundwater Quality Monitoring Network Using Vulnerability Mapping and Geostatistics: A Case Study From Heretaunga Plains. New Zealand Agricultural Water Management, 97: 240-246.

20- Bucene, L.C. Zimback, C.R.L. (2003): Comparison of Methods of Interpolation and Spatial Analysis of PH Data in Botucatu, SP, IRRIGA. 8(1): 21-28.

21- Davis, A. J.H. Kempton, & A. Nicholson (1994): Groundwater Transport of Arsenic and Chromium at a Historical Tannery, Applied Geochemistry, Vol. 9, Pp. 569-582.

22- Dick, J.B. Gerard. B.M. (2007): Optimization of Sample Patterns For Universal kriging of Environmental Variables, Geoderma. 138: 86-95.

23- Dorgham, M.M. et al. (2004): Eutrophication Problems in The Western Harbour of Alexandria. Egypt. Oceanologia, 46(1): 25-44.

24- Kresic, N. (1997): Hydrogeology Groundwater Modeling, Lewis Publishers, Science Journal. 4(1): 9-17.

25- Gebrehiwot, A. B. Tadesse, N. Jigar, E. (2011): Aplication of Water Quality Index to Assess Suitablity of Groundwater Quality for Drinking Purposes in Hantebet watershed, Tigray, Northern Ethiopia, Journal of Food and Agriculture Science Vol. 1(1), Pp. 22-30.

26- Love, D. et al. (2004): Factor Analysis As A Tool in Groundwater Quality Management: Two Southern African Case Studies. Phys. Chem. Earth, 29, 1135-1143.

27- Samson, M. G. Swaminathan and N. Venkat Kumar. (2010): Assessing Groundwater Quality for Potability Using A Fuzzy Logic and GIS- A Case study for Tiruchirappalli City- India. Comp. Model. and New Technols. 14(2):58-68.

28- Schoeller, H. (1967): Qualitative Evaluation of Groundwater Resources. In: Methods and Techniques of Groundwater Investigation and Development. Water Research.Series-33, UNESCO, pp 44-2.

29- Sedaghat, M. (2003): Ground and Water Resource (Underground Water), Payam Noor Univ. Press, 300p.

30- Shi j. Wang H. Xu J. Wu J. Liu X. Zhu H. and Yu C. (2007): Spatial Distribution of Heavy Metals In Soils: A Case Study of Changing, China. Environ Geol, 52: 1-10.

31- Sun Y. Shaozhong K. Li F. and Zhang L. (2009): Comparison of Interpolation Methods For Depth to Groundwater and Its Temporal and Spatial Variations in The Minqin Oasis of Northwest China.Environmental Modelling & Software. 24: 1163–1170.

32- Wilcox, DL. V. (1948): The Quality of Water Irrigation Use, U. S. Department of Agricultur, Bull. 962. Washington D. C 19P.