ارزیابی هیدروژئوشیمیایی کیفیت آب ازلحاظ شرب و کشاورزی (مطالعه موردی-دشت سبزوار، شمال شرق ایران)
محورهای موضوعی : استفاده بهینه از منابع طبیعی
سلیمه اسحاقی ایلبیگی
1
,
زهرا گنجی نوروزی
2
,
وجیهه درستکار
3
,
محمد هادی موحدنژاد
4
,
مجید اطاری
5
1 - کارشناس ارشد سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
2 - استادیار گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
3 - استادیار گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
4 - استادیار گروه آب و خاک، دانشکده مهندسی کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
5 - کارشناس ارشد زمین شناسی و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی مشهد
کلید واژه: دشت سبزوار, شاخص GQI, شاخص WQI, شاخص SAR, نمودار ترکیبی,
چکیده مقاله :
هدف: ارزیابی کیفیت آبهای زیرزمینی چشمانداز روشنی به مدیران و متخصصان برای ارزیابی روند کیفیت و خطر آلودگی منابع آب میدهد. لذا هدف از این تحقیق مطالعه کیفیت آبهای زیرزمینی دشت سبزوار از لحاظ کشاورزی و آشامیدن میباشد.
مواد و روشها: در این پژوهش جهت بررسی کیفیت آب شرب، در سال 1399 به مطالعات پایه و بررسی 38 حلق چاه در منطقه دشت سبزوار پرداخته شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از غلظت آنیون و کاتیونهای آب (کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر، سولفات، بیکربنات) تیپ و رخساره آب توسط نمودار پایپر تعیین گردید. برای ارزیابی کیفیت آب جهت کشاورزی از شاخص نسبت جذب سدیم (SAR) و برای تعیین کیفیت آب آشامیدنی از شاخصهای GQI و WQI استفاده گردید.
یافتهها: خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نشان داد، میزان استاندارد pH در منابع آب محدوده موردمطالعه در محدوده استاندارد قرار دارد. مواد جامد محلول و هدایت الکتریکی چندین برابر استاندارد سازمان بهداشت جهانی قرار دارد. بالا بودن TDS عمدتاً به فرآیندهای ژئوشیمیایی غالب نسبت داده میشود. مواد جامد محلول در آب و هدایت الکتریکی ارتباط مستقیمی باهم دارند. تیپ غالب در منابع آب منطقه موردمطالعه تیپ کلروسدیم میباشند. این امر نشان تبادل یونی بین آب و واحدهای سنگی آلکالی میباشد. تیپ و رخساره آب منطقه از نوع کلرور است.
نتیجهگیری: بررسی کیفیت آب برای کشاورزی با استفاده از شاخص SAR نشان داد، تنها در شمال غربی میزان کیفیت عالی باشد. در ناحیه جنوب غربی و شرق محدوده کیفیت آب از خوب تا متوسط قرار گرفته است؛ اما در ناحیه مرکزی و شمالی کیفیت آب برای کشاورزی بد میباشد. بر اساس طبقهبندی شاخص WQI و ترسیم نقشه پهنهبندی نواحی شرقی به سمت مرکز منطقه مورد مطالعه کیفیت آب نامناسب و در باقی نواحی کیفیت آب خوب است. شاخص کیفی GQI نیز نشان داد، نواحی شرقی به سمت مرکز منطقه مورد مطالعه کیفیت آب قابلقبول میباشد و در باقی نواحی کیفیت آب برای شرب مناسب میباشد.
Objective: Groundwater quality assessment provides a clear perspective for managers and experts to assess the quality and risk of water resources pollution Therefore, the purpose of this research is to study the quality of groundwater in the Sabzevar Plain in terms of agriculture and drinking.
Material and Method: In this study, in order to investigate the quality of drinking water, in 2019, basic studies and surveys of 38 wells in the Sabzevar Plain region were conducted. The physical and chemical properties of the water were investigated. Using the concentration of water anions and cations (calcium, magnesium, sodium, potassium, chlorine, sulfate, bicarbonate), the type and facies of the water were determined by the Piper diagram. The sodium absorption ratio index (SAR) was used to assess the quality of water for agriculture, and the GQI and WQI indices were used to determine the quality of drinking water.
Results: Physical and chemical characteristics showed that the standard pH level in the water resources of the study area is within the standard range. Dissolved solids and electrical conductivity are several times the World Health Organization standard. The high TDS is mainly attributed to the dominant geochemical processes. Dissolved solids in water and electrical conductivity are directly related to each other. The dominant type in the water resources of the study area is the sodium chloride type. This indicates ion exchange between water and alkaline rock units. The water type and facies of the area is chloride type.
Conclusion: Water quality assessment for agriculture using SAR index showed that only in the northwest the quality level is excellent. In the southwest and east, the water quality range is from good to moderate; but in the central and northern regions, the water quality for agriculture is poor. Based on the WQI index classification and zoning map, the eastern areas towards the center of the study area have inadequate water quality and in the rest of the areas the water quality is good. The GQI quality index also showed that the eastern areas towards the center of the study area have acceptable water quality and in the rest of the areas the water quality is suitable for drinking.V
ArcGIS. 2008. Spatial Analyst Tutorial. ESRI, United States of America. Babiker, I. S., Mohamed, M., Hiyama, T., 2007. Assessing groundwater quality using GIS. Water Resources Management, 21: 699–715. Demir, Y., Erşahin, S., Güler, M., Cemek, B., Günal, H., Arslan, H., 2009. Spatial variability of depth and salinity of groundwater under irrigated ustifluvents in the Middle Black Sea Region of Turkey, Environ. Monit. Assess. 158 (1-4): 279-94.
Eby, G. N. 2004. Principles of environmental geochemistry, University of Massachusette, Lowell, Thomson: 511 p. FAO. 1994. Water Quality for Agriculture, Food and Agriculture Organization of United Nations. Freeze, R.A., Cherry, J.A. 1979. Groundwater. Prentice-Hall, 604 p. Han, D., Liang, X., Jin, M., Currell, M.J., Han, Y., Song, X. 2009. Hydrogeochemical indicators of groundwater flow systems in the Yangwu River Alluvial Fan, Xinzhou Basin, Shanxi, China. Environ Manag. Han, G., Liu, C. Q. 2004. Water geochemistrycontrolled by carbonate dissolution, a study of theriver watersdraining karst-dominated terrain,Guizhou Province, China, Chemical Geology,204 ,1 – 21. Hiyama, T. 2010. Evaluation of groundwater vulnerability (and susta inability). 20th unesco. IHP training course: 11269. Jalali, M. 2007. Stalinization of groundwater in arid and semi-arid zones: an example Tajarak, western Iran, Environ Geo., 52:1133-1149. Kato, H., Nakagami, K., Cooper, M. 2016. Participatory approaches to environmental management: future design for water resources management. In: Nakagami K, Kubota J, Setiawan B (eds) Sustainable .water management. Springer, Singapore
Kumar, A., Dua, A. 2009. Water quality index forassessment of water quality of river Ravi atMadhopur (India), Journal of EnvironmentalScience, 8(1), 49-57. Kumar, S.K., Rammohan, V., Sahayam, J.D., Jeevanandam, M. 2009. Assessment of groundwater quality a hydrogeochemistry of Manimuktha River basin, Tamil Nadu, India. Environ Monit Assess. Majidi, A. 1999. Sabzevar geological map. Ministry of industries and mines, Geology and meditation. Mazor, E. 1991. Applied chemical and isotopic groundwater hydrology: New York. Halsted Press: 274 p. Mahaqi, A., Moheghi, M., Mehiqi, M., Moheghy. M. 2018. Hydrogeochemical characteristics and groundwater quality assessment for drinking and irrigation purposes in the Mazar‑i‑Sharif city, North Afghanistan. Applied Water Science.8:113.
Mahaqi, A., Otari, M. 2018. Hydrogeochemistry and evaluation of groundwater suitability for drinking and irrigation purposes in the Kabul city, Afghanistan. Goldshmit. Misra, S. G. Dinesh, M. 2009. Soil Pollution, Published by S.B. Nangia, New Delhi. Mokrik, R., Baublyte, A. 2005. Water geochemistry in the Sventojy-Arukula aquifer system Lithuania. J. of Geologija. 52: 55-64. Montoroi, J. P. O., Grunberger, O., Nasri, S. 2002. Groundwater geochemistry of a small reservoir catchment in Central Tunisia. Applied Geochemistry. Vol.17:1047-1060. Nakhaei, M., Vadiati, M., Saberi, N. 2009. Hydro geochemistry Evolution of Torbate Heydariye plain. Fifteenth Meeting of Geological Society of Iran.
Otari, M., Dabiri, R. 2015. Examining the effects of anthropogenic activities on the water resource quality of Froumad plain based on the qualitative indicators. Iranian Journal of Earth Science. Piper, A.m. 1944. A graphical procedure in the geochemical interpretation of water analysis. Transaction of the American Geophysical Union, 25, 6, 914-923. Richard, L.A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. U.S. Department of Agriculture, Washington. Taany, R. A., Tahboub, A. B., Saffarini, G. A. 2009. Geostatistical analysis of spatiotemporal variability of groundwater level fluctuations in Amman–Zarqa basin Jordan: a case study, Environ. Geol., 57: 525–535. Tayebi, R. 2003. The process of groundwater aquifer's water flow is limited to long-term supply of greenish water. University of Sabzevar. Sasamoto, H., Yui, M., Arthur, R. C. 2004. Hydrochemical characteristics and groundwater evolution modeling in sedimentary rocks of the Tono mine, Japan. Physics and Chemistry of the Earth. Vol.29:43-54. Sundaray, S. K., Nayak, B. B., Bhatta, D. 2009. Environmental studies on river water quality with reference to suitability for agricultural purposes: Mahanadi river estuarine system, India– a case study, Environ. Monit. Assess. 155 (1-4): 227-243.
Sutharsiny, A., Pathmarajah, S., Thushyanthy, M., Meththinka, V. 2012. Characterization of Irrigation water quality of Chunnakam aquifer in Jaffna Peninsula", Tropical Agricultural Research, 23 (3): 237-248. Van der Weijden, A., Fernando, A. L., Pacheco, B. 2003. Hydrochemistry, weathering and weathering rates on Madeira Island. Journal of Hydrology. 283: 122-145. WHO. 2011. Guidelines for drinking-water quality. World Health Organization, Geneva
