Drought effects on surface water quality in Golestan province for Irrigation Purposes, Case study: Gorganroud River
Subject Areas : ClimatologyNader Jandaghi 1 , Ali Heshmatpour 2 , Mojtaba Ghareh Mahmoodlu 3 , Saeedeh Pasand 4
1 - گروه مرتع و آبخیزداری دانشگاه گنبد کاووس
2 - Range and watershed department, Agricultural sciences and natural resources faculty, Gonbad Kavous university.
3 - Range and watershed department, Agricultural sciences and natural resources faculty, Gonbad Kavous University
4 - Msc in watershed management
Keywords: Water Quality, Standard precipitation index, drought, Surface water, Wilcox diagram,
Abstract :
In this study, a part of the Gorganroud basin was selected to evaluate of the drought effect on 13 water physicochemical parameters. After collecting meteorological and hydrometric stations data in a period of 43-year (1350-1393), a 5-year drought index was determined using the standard precipitation index and moving average method. Then, the water quality parameters were obtained for a long-term and a drought period using the available hydrometric stations data. The average concentration of most of anions and cations, electrical conductivity, and sodium adsorption ratio have increased from upstream to downstream, so that, this increase in the downstream station is about seven times higher than its upstream station in the drought period. The average of anions, cations, electrical conductivity, and sodium absorption ratios were increase during the drought period compared to the long-term period. Using the Wilcox diagram, agricultural water quality is decreases in the direction of river flow, so that the water category changes from C2S1 (suitable for agriculture) in the upstream to C4S3 (harmful to agriculture) in the downstream. Therefore, it can be concluded that the occurrence of drought periods has a significant effect on the water quality factors in comparison with the long-term period, so that, the agricultural water quality drastically has reduced by a decrease in rainfall and subsequently decrease in river discharge within the drought period.
پرستار، س.،پورعشق، ب.، رضایی،م.، درگاهی، ع.،پورعشق، ی. و وثوقی، م. (1392):ارزیابیکیفیآبرودخانههیروچاییخلخالبراساسشاخص‌هایکیفی NSFWQIو WILCOX ، مجله سلامت و بهداشت. 4 (3)، صص283-273.
2- جندقی، ن.، سیدیان، م.، محمدی استادکلایه، ا.، فتح‌آبادی، ا.، محمد اسمعیلی، م.، قره‌محمودلو، م.، (1398): مستند نگاری سیل اسفند 1397 شهرستان گنبد. طرح پژوهشی. دانشگاه گنبدکاووس. 127 صفحه.
3- حیات‌الغیب، م.،قشلاقی، ا.،جعفری، ه. و فرقانی تهرانی، گ. (1394):هیدروژئوشیمی و غلظت فلزات سنگین در آب رودخانهکاکارضا (استان لرستان). نشریه محیط‌زیست طبیعی. دوره 68. شماره 4. صص 628-619.
4- زاهدی کلاکی، ا. (1383): بررسی اثرات خشک‌سالی بر کمیت و کیفیت منابع آب شهرستان بهشهر، پایان‌نامهکارشناسی ارشد اقلیم‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی. 295 صفحه.
5- ساقی،م.،صمدی، ح.،رحمانی،م.ت. ومحسنیبندپی، ع. (1392): پهنه‌بندیآبرودخانهسیلوارازنظرکیفیت بهداشتآبکشاورزیبراساسشاخص بهداشتآبکشاورزیبراساسشاخص ویلکوکس با استفادهازسامانهاطلاعاتجغرافیایی. شانزدهمین همایش ملیبهداشتمحیطایران.دانشگاهعلومپزشکیوخدماتبهداشتیدرمانیتبریز. صفحه 1.
6- سلطانی، س.وسعادتی، س.س. (1386):پهنه‌بندیخشک‌سالیدراستاناصفهانبااستفادهازنمایهاستانداردبارش SPI، مجلهعلومومهندسیآبخیزداریایران،1 (2). صص 64-67.
7- سلیمانی مطلق، م. طالبی، ع. و زارعی، م. (1392): بررسی اثرات خشک‌سالی بر کیفیت منابع آب سطحی حوزه آبخیز کشکان. پژوهش‌نامه مدیریت حوزه آبخیز. 6 (12). صص 164-154.
8- محمدی، ح.(1388): آب و هواشناسی کشاورزی اصول و کاربرد مطالعات آب و هوا در کشاورزی،انتشارات دانشگاه تهران. ترجمه.
9- محمودی، پ.،طاووسی، ت. و شاهوزئی، ع. (1394):خشک‌سالی و تأثیر آن بر کیفیت منابع آب سطحی در استان سیستان و بلوچستان. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 29(1). صص 35-21.
10- مهدوی،م. (1392): هیدرولوژی کاربردی. جلد دوم. چاپ هفتم. انتشارات دانشگاه تهران.
11- نوحه‌گرا، ا. قشقایی‌زاده، ن. حیدر زاده، م. ر. و پناهی، م. (1395): ارزیابیخشک‌سالی و تأثیر آن بر منابع آب سطحی و زیرزمینی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز رودخانه میناب). پژوهش‌های دانش زمین. 7:27. پاییز 1395. صص 43-28.
12- همایون‌نژاد، ا.، امیریان، پ. و پیری، ع. (1395): ارزیابی کیفیت آب مخازن چاه نیمه زابل از نقطه نظر شرب و کشاورزی (با تکیه بر نمودارهای شولر و ویلکوکس). فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. 18 (1). صص 13-1.
13- Ammar, T., Lazhar, B., Mammeri, A. And Lotfi, M. (2020): Suitability And Assessment Of Surface Water For Irrigation Purpose, Water Chemistry, Murat Eyvaz And Ebubekir Yüksel, Intechopen: Dol: 10.5772/ Intechopen: 1-17.
14- Attrill, M.J. And Power, M. (2000): Modelling The Effect Of Drought On Estuarine Water Quality. Water Research. 34 (5): 1584-1594.
15- Bhati, E.H., Khan, M.M., Raheel Shah, S.S., Reza, S.S., Shoaib, M. And Adnan, M. (2019): Dynamics OfWater Quality: Impact Assessment Process For Water Resource Management. Journal OfProcesses. 7 (2): 1-14.
16- Dehghani, V. And Zar’Kar, A. (2010): Eslamshahr City Zoning Utility Groundwater Use In Agriculture, Iranian Water Conference, Clean Water, March, University Of Power And Water Technology, Tehran, Iran.
17- Kaur, T., Bhardwaj, R. And Arora, S. (2017): Assessment Of Groundwater Quality For Drinking And Irrigation Purposes Using Hydrochemical Studies In Malwa Region, Southwestern Part Of Punjab, India. Applied Water Science. 7(6): 3301-3316.
18- Kumar, M., Kumari, K., Ramanathan, A.L. And Saxena, R. (2007): A Comparative Evaluation Of Groundwater Suitability For Irrigation And Drinking Purposes In Two Intensively Cultivated Districts Of Panjab, India, Journal Of Environment Ecology. (53): 553-574.
19- Mishra, B. K., Regmi, R. K., Yoshifumi, M., Kensuke, F., Pankaj, K. And Chitresh S. (2017): Assessment OfBagmati River Pollution In Kathmandu Valley: Scenario-Based Modeling And Analysis For Sustainable Urban Development. Sustainability OfWater Quality And Ecology, 9, 67-77.
20- Ryan, B.E., Jonior, B.L. And Ryan, T.A. (1985): Minitab Handbook. 2ed. PWS-Kent. Boston USA. 448 P.
21- Saleh, A., Al-Ruwaih, F. And Shehata, M. (1999): Hydro-Geochemical Processes Operating The Main Aquifers Of Kuwait. Journal OfArid Environments. (42): 195-209.
22- Šebenik, U., Brilly, M. And Šraj, M. (2017): Drought Analysis Using The Standardized Precipitation Index (SPI). Acta Geogr Slov. 57(1): 31-49.
23- Singhal, B. B. S. And Gupta, R. P. (1999): Applied Hydrogeology OfFracture Rocks. Kluwer Academic Publ., Netherland. 400 P.
24- Singh, K. K., Tewari, G. Kumar, S. (2020): Evaluation OfGroundwater Quality For Suitability Of Irrigation Purposes: A Case Study In The Udham Singh Nagar, Uttarakhand. Journal OfChemistry, Vol. 2020: 1-15.
25-Van Loon, A.F. And Laaha, G. (2015): Hydrological Drought Severity Explained By Climate And Catchment Characteristics. Journal OfHydrology 526:3-14.
26-Wilcox, L.V. (1955): Classification And Use Of Irrigation Water, U. S. Department Of Agriculture, Circ, Washington DC, US, P 969.
27- WMO. 2012. Standardized Precipitation Index User Guide. No. 1990. Geneva 2, Switzerland. 16 P.
28-Xu, H., Zheng, H., Chen, X., Ren, Y., Ouyang, Z. (2016): Relationships Between River Water Quality And Landscape Factors In Haihe River Basin, China: Implications For Environmental Management. Chinese Geographical Science, 26,197-207.
_||_
پرستار، س.،پورعشق، ب.، رضایی،م.، درگاهی، ع.،پورعشق، ی. و وثوقی، م. (1392):ارزیابیکیفیآبرودخانههیروچاییخلخالبراساسشاخص‌هایکیفی NSFWQIو WILCOX ، مجله سلامت و بهداشت. 4 (3)، صص283-273.
2- جندقی، ن.، سیدیان، م.، محمدی استادکلایه، ا.، فتح‌آبادی، ا.، محمد اسمعیلی، م.، قره‌محمودلو، م.، (1398): مستند نگاری سیل اسفند 1397 شهرستان گنبد. طرح پژوهشی. دانشگاه گنبدکاووس. 127 صفحه.
3- حیات‌الغیب، م.،قشلاقی، ا.،جعفری، ه. و فرقانی تهرانی، گ. (1394):هیدروژئوشیمی و غلظت فلزات سنگین در آب رودخانهکاکارضا (استان لرستان). نشریه محیط‌زیست طبیعی. دوره 68. شماره 4. صص 628-619.
4- زاهدی کلاکی، ا. (1383): بررسی اثرات خشک‌سالی بر کمیت و کیفیت منابع آب شهرستان بهشهر، پایان‌نامهکارشناسی ارشد اقلیم‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی. 295 صفحه.
5- ساقی،م.،صمدی، ح.،رحمانی،م.ت. ومحسنیبندپی، ع. (1392): پهنه‌بندیآبرودخانهسیلوارازنظرکیفیت بهداشتآبکشاورزیبراساسشاخص بهداشتآبکشاورزیبراساسشاخص ویلکوکس با استفادهازسامانهاطلاعاتجغرافیایی. شانزدهمین همایش ملیبهداشتمحیطایران.دانشگاهعلومپزشکیوخدماتبهداشتیدرمانیتبریز. صفحه 1.
6- سلطانی، س.وسعادتی، س.س. (1386):پهنه‌بندیخشک‌سالیدراستاناصفهانبااستفادهازنمایهاستانداردبارش SPI، مجلهعلومومهندسیآبخیزداریایران،1 (2). صص 64-67.
7- سلیمانی مطلق، م. طالبی، ع. و زارعی، م. (1392): بررسی اثرات خشک‌سالی بر کیفیت منابع آب سطحی حوزه آبخیز کشکان. پژوهش‌نامه مدیریت حوزه آبخیز. 6 (12). صص 164-154.
8- محمدی، ح.(1388): آب و هواشناسی کشاورزی اصول و کاربرد مطالعات آب و هوا در کشاورزی،انتشارات دانشگاه تهران. ترجمه.
9- محمودی، پ.،طاووسی، ت. و شاهوزئی، ع. (1394):خشک‌سالی و تأثیر آن بر کیفیت منابع آب سطحی در استان سیستان و بلوچستان. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 29(1). صص 35-21.
10- مهدوی،م. (1392): هیدرولوژی کاربردی. جلد دوم. چاپ هفتم. انتشارات دانشگاه تهران.
11- نوحه‌گرا، ا. قشقایی‌زاده، ن. حیدر زاده، م. ر. و پناهی، م. (1395): ارزیابیخشک‌سالی و تأثیر آن بر منابع آب سطحی و زیرزمینی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز رودخانه میناب). پژوهش‌های دانش زمین. 7:27. پاییز 1395. صص 43-28.
12- همایون‌نژاد، ا.، امیریان، پ. و پیری، ع. (1395): ارزیابی کیفیت آب مخازن چاه نیمه زابل از نقطه نظر شرب و کشاورزی (با تکیه بر نمودارهای شولر و ویلکوکس). فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. 18 (1). صص 13-1.
13- Ammar, T., Lazhar, B., Mammeri, A. And Lotfi, M. (2020): Suitability And Assessment Of Surface Water For Irrigation Purpose, Water Chemistry, Murat Eyvaz And Ebubekir Yüksel, Intechopen: Dol: 10.5772/ Intechopen: 1-17.
14- Attrill, M.J. And Power, M. (2000): Modelling The Effect Of Drought On Estuarine Water Quality. Water Research. 34 (5): 1584-1594.
15- Bhati, E.H., Khan, M.M., Raheel Shah, S.S., Reza, S.S., Shoaib, M. And Adnan, M. (2019): Dynamics OfWater Quality: Impact Assessment Process For Water Resource Management. Journal OfProcesses. 7 (2): 1-14.
16- Dehghani, V. And Zar’Kar, A. (2010): Eslamshahr City Zoning Utility Groundwater Use In Agriculture, Iranian Water Conference, Clean Water, March, University Of Power And Water Technology, Tehran, Iran.
17- Kaur, T., Bhardwaj, R. And Arora, S. (2017): Assessment Of Groundwater Quality For Drinking And Irrigation Purposes Using Hydrochemical Studies In Malwa Region, Southwestern Part Of Punjab, India. Applied Water Science. 7(6): 3301-3316.
18- Kumar, M., Kumari, K., Ramanathan, A.L. And Saxena, R. (2007): A Comparative Evaluation Of Groundwater Suitability For Irrigation And Drinking Purposes In Two Intensively Cultivated Districts Of Panjab, India, Journal Of Environment Ecology. (53): 553-574.
19- Mishra, B. K., Regmi, R. K., Yoshifumi, M., Kensuke, F., Pankaj, K. And Chitresh S. (2017): Assessment OfBagmati River Pollution In Kathmandu Valley: Scenario-Based Modeling And Analysis For Sustainable Urban Development. Sustainability OfWater Quality And Ecology, 9, 67-77.
20- Ryan, B.E., Jonior, B.L. And Ryan, T.A. (1985): Minitab Handbook. 2ed. PWS-Kent. Boston USA. 448 P.
21- Saleh, A., Al-Ruwaih, F. And Shehata, M. (1999): Hydro-Geochemical Processes Operating The Main Aquifers Of Kuwait. Journal OfArid Environments. (42): 195-209.
22- Šebenik, U., Brilly, M. And Šraj, M. (2017): Drought Analysis Using The Standardized Precipitation Index (SPI). Acta Geogr Slov. 57(1): 31-49.
23- Singhal, B. B. S. And Gupta, R. P. (1999): Applied Hydrogeology OfFracture Rocks. Kluwer Academic Publ., Netherland. 400 P.
24- Singh, K. K., Tewari, G. Kumar, S. (2020): Evaluation OfGroundwater Quality For Suitability Of Irrigation Purposes: A Case Study In The Udham Singh Nagar, Uttarakhand. Journal OfChemistry, Vol. 2020: 1-15.
25-Van Loon, A.F. And Laaha, G. (2015): Hydrological Drought Severity Explained By Climate And Catchment Characteristics. Journal OfHydrology 526:3-14.
26-Wilcox, L.V. (1955): Classification And Use Of Irrigation Water, U. S. Department Of Agriculture, Circ, Washington DC, US, P 969.
27- WMO. 2012. Standardized Precipitation Index User Guide. No. 1990. Geneva 2, Switzerland. 16 P.
28-Xu, H., Zheng, H., Chen, X., Ren, Y., Ouyang, Z. (2016): Relationships Between River Water Quality And Landscape Factors In Haihe River Basin, China: Implications For Environmental Management. Chinese Geographical Science, 26,197-207.