ارزیابی پتانسیل خورندگی و ترسیب در چاه‌های تامین کننده آب شرب شهر گرگان
محورهای موضوعی : مقاله پژوهشیحسن مازنی 1 , مجتبی قره محمودلو 2 , نادر جندقی 3 , مصطفی رقیمی 4 , علی حشمت‌پور 5
1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران
2 - استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران
3 - استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران
4 - استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران
5 - استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران
کلید واژه: آب زیرزمینی, کیفیت آب, هیدروژئوشیمی, تأسیسات آبرسانی, شهر گرگان ,
چکیده مقاله :
مقدمه: یکی از مشکلات مدیریت کیفی آب و هم‌چنین سیستم‌های انتقال و توزیع آب، خورنده و یا رسوب‌گذار بودن آب است. پژوهش حاضر به‌منظور تعیین پتانسیل رسوبگذاری و خورندگی منابع آب آشامیدنی شهر گرگان در دو فصل بهار و پاییز انجام شد.
روش: در این پژوهش ابتدا از 63 چاه آب شرب شهر گرگان نمونه‌برداری و 17 پارامترهای فیزیکوشیمیایی در آب آن‌ها آنالیز شد. به‌منظور بررسی هیدروژئوشیمیایی منابع آبی از دیاگرام‌های استیف و مثلثی استفاده شد. سپس شاخص‌های پتانسیل ترسیب کربنات کلسیم، خورندگی لانژلیه، رایزنر، لارسون-اسکلد و نسبت خورندگی منابع آب آشامیدنی شهر گرگان محاسبه و نقشه پراکندگی مکانی آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار GIS و روش IDW تهیه شد. در‌‌‌نهایت با استفاده از آزمون آماری واریانس یک‌طرفه، سطح معناداری شاخص‌ها در منابع آب آشامیدنی شهر گرگان در دو فصل بررسی شد.
یافته ها: نتایج حاصل از مطالعه هیدروشیمیایی نشان داد که غلظت اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی در طول مسیر حرکت به سمت شمال منطقه افزایش می‌یابد. براساس نحوه پراکنش و الگوی پراکندگی نمونه‌ها در دیاگرام‌های استیف مثلثی، تیپ غالب آب زیرزمینی در حاشیه ارتفاعات Ca-HCO3 می‌باشد. نتایج حاصل از سختی آب زیرزمینی نشان داد بیشتر منابع آبی جز آب‌های سخت تا خیلی سخت می‌باشند. هم‌چنین میزان سختی در طول مسیر حرکت آب زیرزمینی افزایش می‌یابد. براساس شاخص‌های خورندگی، در آب بیش از 84% چاه‌ها تمایل به خورندگی وجود دارد. اگرچه خاصیت تغییرات خورندگی مشابه سختی آب است. به‌طوریکه در حاشیه ارتفاعات بیشتر و به سمت شمال با افزایش املاح، خاصیت رسوبگذاری آب زیرزمینی افزایش می‌یابد. هم‌چنین نتایج آماری نشان داد که به‌جز شاخص لارسون-اسکلد در بقیه شاخص‌ها اختلاف معنی‌داری در میزان شاخص‌ها در دو فصل بهار و پاییز وجود ندارد.
نتیجه گیری: با توجه به شاخص‌های محاسبه‌شده در محدوده مورد‌مطالعه، خاصیت خورنده بودن آب در جهت حرکت آب زیرزمینی (به سمت شمال) کاهش چشمگیری داشته و بر خاصیت ترسیب آب افزوده می‌شود. این نتیجه با توجه به افزایش میزان املاح آب زیرزمینی در جهت شمال خصوصا در مناطق شهری به‌دلیل ورود املاح ناشی از پسآب‌های شهری تصفیه نشده و احتمالا ورود جزئی آب شور لایه‌های هم خوانی دارد.
Introduction: Corrosion and precipitation are two problems of water quality management for the water transmission and distribution systems. Hence, the present research was conducted to investigate the potential of corrosiveness and precipitation in the drinking water supply wells of Gorgan city using some indicators.
Methods: Here, the results of chemical analysis of 63 wells supplying drinking water in spring and autumn were used. First the temporal and spatial changes of physicochemical parameters were investigated using one-way variance statistical test and IDW method, respectively. The dominant type, the origin of chemical ions, and their evolution process in Gorgan aquifer were studied. In this research, water hardness, LSI, RSI, CR and LS were used to determine the corrosion and precipitation potential of drinking water in Gorgan city. Finally, the temporal and spatial changes of indices calculated in two seasons were investigated.
Findings: The high concentration of calcium ions in groundwater, due to the recharge of the aquifer by the limestone series located in the southern highlands, has increased its hardness. The results of RSI and LSI revealed that the majority of wells are corrosive and their water has the potential to decompose CaCO3. Also, the corrosive property of water in the direction of groundwater movement is significantly reduced and the water precipitation property is increased. Also, 90 and 98% of the groundwater resources of Gorgan city have a corrosion ratio of less than one. Therefore, it is possible to transfer water from most wells with any type of metal pipes.
1. Faridirad F, Gholinezhad M. Investigating corrosion and scaling Indices of potable water in city of Pardis water treatment plant. Journal of Water & Wastewater Science and Engineering. 2021; 6(3): 16-24. [In Persian]
2. Refait P, Jeannin M, Sabot R, Antony H, Pineau S. (2015). Corrosion and cathodic protection of carbon steel in the tidal zone: Products, mechanisms and kinetics. Corrosion Science. 2021; 90: 375-382.
3. Palazzo A, van der Merwe J, Combrink G. The accuracy of calcium-carbonate-based saturation indices in predicting the corrosivity of hot brackish water towards mild steel. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2015; 115 (12):1229-1238.
4. Vasconcelos HC, Fernández-Pérez BM, González S, Souto RM, Santana JJ. Characterization of the corrosive action of mineral waters from thermal sources: a case study at Azores Archipelago, Portugal. Water. 2015; 7 (7): 3515-3530.
5. Reyes, A., Letelier, M., Delaiglesia, R., Gonzalez, B. Lagos, G. (2008). Microbiologically induced corrosion of copper pipes in low-pH water. International Biodeterioration and Biodegradation. 61, 135-141.
6. Ghareh Mahmoodlu, M., Jandaghi, N., Sayadi, M. Investigating the factors affecting corrosion and precipitation changes along Gorganroud River, Golestan Province, Environmental Science Quarterly. 2021; 19 (2): 71-90 [In Persian].
7. Fazel Valipour ME. Evaluation of underground water resources southwest of Qochan (Razavi Khorasan Province) for drinking and industrial purposes based on quality indicators. New Approaches in Civil Engineering. 2021; 5(3): 68-81. [In Persian].
8. Omeka ME, Egbueri JC, Unigwe CO. Investigating the hydrogeochemistry, corrosivity and scaling tendencies of groundwater in an agrarian area (Nigeria) using graphical, indexical and statistical modelling. Arabian Journal of Geosciences. 2022; 15 (13): p.1233.
9. Sarkar B, Islam A, Das BC, Nandy S. Corrosion and scaling potential of groundwater in Quaternary aquifers of Bengal Basin, India. Arabian Journal of Geosciences. 2022; 15 (12): p.1152.
10. Nabizadeh Nodehi R, Mesdaghinia AR, Nasseri S, Hadi M, Soleimani H, Bahmani P. Analysis of water corrosion tendency in water supply system using qualitative indices and calcium carbonate precipitation potential index. Iranian Journal of Health and Environment. 2017; 9 (4): 457-470. [In Persian]
11. Hoseinzadeh E, Yusefzadeh A, Rahimi N, Khorsandi H. Evaluation of corrosion and scaling potential of a water treatment plant. Archives of Hygiene Sciences. 2013; 2 (2): 41-47.
12. Raghimi M, Rahimi Chakdel A, Ghareh Mahmoodlu M, Shahpasandzadeh M, Khademi SM. The effects of geological factors on chemical quality of drinking water of Gorgan, Iran, Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 2008; 15(1): 1-13. [In Persian]
13. Mazani H. Investigation of hydrogeochemistry and contamination of Gorgan aquifer. MSc Thesis, Gonbad Kavous University. 2022. [In Persian]
14. Ghezelsofloo E, Raghimi M, Mahmoodlu MG, Rahimi-Chakdel A, Khademi SMS. Saltwater intrusion in drinking water wells of Kordkuy, Iran: an integrated quantitative and graphical study. Environmental Earth Sciences. 2021; 80 (16): p.520.
15. Izanloo S, Ghareh Mahmoodlu M, Jandaghi N, Ghorbani Vaghei H. Evaluation of Saturated Hydraulic Conductivity Changes in Surface and Subsurface Layers of Loess Soils of East of Golestan Province, Applied Soil Research. 2022; 10(2): 103-119. [In Persian]
16. Durvey VS, Sharma LL, Saini VP, Sharma BK. Handbook on the Methodology of Water Quality Assessment. Rajasthan Agriculture University, India. 1991.
17. Bhat MA, Wani AS, Vijay K, Jyotirmaya S, Dinesh T, Sanswal R. An overview of the assessment of groundwater quality for irrigation. Journal of Agricultural Science and Food Research. 2018; 9 (1): 1-9.
18. You SH, Tseng DH, Guo GL. A case study on the wastewater reclamation and reuse in the semiconductor industry. Resources, Conservation and Recycling. 2001; 32: 73-81.
19. Marangou V S, Savvides K. First desalination plant in Cyprus-product water aggresivity and corrosion control. Desalination. 2001; 138 (1-3): 251-258.