ارزیابی شاخص کیفیت آب زیرزمینی (GWQI) و پردازش زمین‌آماری آن در آبخوان دشت لردگان

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

یاسر استواری ¹ (دانش‌آموخته دکتری خاکشناسی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، ایران.)
محمدحسین روانبخش ² (استادیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، ایران.)
علیرضا داودیان ³ (دانشیار گروه علوم زمین، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه شهرکرد، ایران)

تاریخ دریافت : 1392/09/22 تاریخ پذیرش : 1393/03/03 تاریخ انتشار : 1396/06/01

کلید واژه: آلودگی خاک, کادمیوم, توزیع مکانی, زمین آمار,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: شاخص کیفیت آب زیرزمینی یکی از شاخص های مهم در تعیین کیفیت برای شرب است. لذا هدف از انجام این مطالعه ارزیابی شاخص کیفیت آب زیرزمینی در آبخوان دشت لردگان و پهنه بندی آن بود. روش بررسی: برای این منظور از 32 حلقه چاه کشاورزی در 4 نوبت در سال 1389 نمونه برداری و pH، هدایت الکتریکی، کدورت، کل جامدات حل شده و معلق، سختی کل، نیترات، سولفات، کلرید، کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم در نمونه ها اندازه گیری شد. با استفاده از داده های کیفی حاصل، شاخص کیفیت آب زیرزمینی برای هر نمونه محاسبه گردید. در این مطالعه از روش زمین آماری کریجینگ معمولی برای پهنه بندی شاخص کیفیت آب زیرزمینی در محیط GIS استفاده شد. یافته‌ها: دامنه مقدار شاخص کیفیت آب زیرزمینی از 44 تا 74 متغیر بود که بر اساس آن، آب زیرزمینی لردگان در دو کلاس کیفیت خوب و ضعیف برای آشامیدن طبقه بندی شد. مدل واریوگرام گوسی با دامنه تأثیر 3350 متر توزیع مکانی، شاخص کیفیت آب زیرزمینی را توصیف کرد. بر اساس پهنه بندی شاخص کیفیت آب زیرزمینی ، قسمت اعظم و بخش شمالی آبخوان دارای کیفیت متوسط و آب زیرزمینی جنوب آبخوان دارای کیفیت مناسب بود. کدورت و هدایت الکتریکی بیشترین تأثیر را بر شاخص کیفیت آب زیرزمینی داشتند. هم چنین شاخص کیفیت آب زیرزمینی نسبت به این دو مؤلفه حساس تر بود. بحث و نتیجه‌گیری: مطالعات بیشتری لازم است تا تناسب شاخص کیفیت آب زیرزمینی برای آبخوان لردگان تعیین و یا نحوه ی طبقه بندی کیفیت آب بر اساس شاخص کیفیت آب زیرزمینی برای آبخوان هایی مانند لردگان واسنجی شود.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Groundwater quality index is an important tool for determination of drinking water quality. The objective of this study was to assess and map groundwater quality index in Lordegan aquifer. Method: In this study, 32 agricultural wells were sampled for 4 times in 2010. pH, electrical conductivity, turbidity, total suspended and dissolved solids, total hardness, nitrate, sulfate, chloride, calcium, magnesium, sodium and potassium were measured in each sample.  Using the measured values, groundwater quality index was calculated for each sample. Findings: Groundwater quality index varied between 44 and 74, indicating the suitable and moderate quality of water for drinking purpose.  Spatial pattern of groundwater quality index was best described by the Gaussian variogram and ordinary kriging was used for mapping the groundwater quality index.  Based on the groundwater quality index map, the larger part of the aquifer located in the northern side had a moderate quality and the smaller part located in the southern side had a suitable quality. Turbidity and electrical conductivity had the greatest impact on groundwater quality index.   Groundwater quality index was also lightly sensitive to these two parameters. Conclusion: Further studies are needed to determine the suitability of groundwater quality index in Lordegan aquifer and to calibrate groundwater quality index classification in aquifers such as Lordegan.

منابع و مأخذ:

1-      Latha, S., and Rao, N. 2010. Assessment and Spatial Distribution of Quality of Groundwater in Zone II and III, Greater Visakhapatnam, India Using Water Quality Index (WQI) and GIS. International  Journal of Environmental  Science, 1 (2):198-212.

2-      Reza, R,. and Sing, G. 2010. Assessment of groundwater quality status by using water quality index method in Orissa, India. World Applied Sciences Journal, 9 (12): 1392-1397.

3-      Sharma, N., and Patel, J.N. 2010. Evaluation of groundwater quality index of the urban segments of Surat City, India. International Journal of Geology, 1(4), 1-4.

4-  شرکت سهامی آب منطقه ای چهارمحال و بختیاری، «شرکت سهامی آب منطقه ای چهارمحال و بختیاری (معاونت مطالعات پایه منابع آب)، 1387، گزارش زمین شناسی، طرح مطالعات نیمه تفصیلی منابع آب زیرزمینی محدوده های مطالعاتی کیار، شلمزار و لردگان»، 80 صفحه.

5-      APHA. 1998.   Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20th Edition.    American Public Health Association Inc. Washington, USA.

6-      Ishaku, J. M. 2011. Assessment of groundwater quality index for Jimeta-Yola area, Northeastern Nigeria, Journal of Geology and Mining Research, 3(9): 219-231.

7-      Isaaks, E.H., and R.M. Srivastava. 1989. An introduction to applied geostatistics. Oxford Univ. Press, New York.

8-      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 changxing, china. Environmental Geology, 52:1-10.

9-      Gaus, I., Kinniburgh, J.C., and Webster, R. 2003. Geostatistical analysis of arsenic concentration in groundwater in Bangladesh using disjunctive kriging. Environmental Geology, 44:939-948.

10-  Scott, H.D. 2000. Soil physics, agricultural and environmental application. Iowa State University Press. 415 pp.

11-  Kumar, K.S., Kumar, P.S,. Babi, M.J., and Rao, H. 2010. Assessment and mapping of ground water quality using geographical information system. International Journal of Engineering Science and Technology, 2(11): 6035-6046.

12-  Mehrjardi, R., Zareian, M., Mahmodi, S.h., and Heidari, A. 2008. Spatial distribution of groundwater ‎quality with geostatistics (Case study: Yazd-Ardakan plain).World Applied Science ‎Journal. 4(1(:‎‎9-17‎‎.

13-  StatSoft. 2007. STATISTICA (data analysis software system).  Version 8. www.statsoft.com.

14-  ESRI,  Inc .2008. ArcMap^TM. Version 9.3. www.esri.com.

15-  Sing, C.K., Shahshtri, S., Mukhrrjee, S., Kumari, R., Avater, R., Singh, A., and Sing, R. P. .2011. Application of GWQI to assess effect of land use change on groundwater quality in lower Shiwaliks of Punjab: Remote sensing and GIS based approach. Water Resource Manage, 25, 1881–1898.

16-  World Health Organization. 2004. Guidelines for drinking water quality. Vol. 1: recommendations (3rd ed). WHO, Geneva.

17- رضایی. عبدالمجید و میرمحمدمیبدی. علی محمد، 1384 ، «آمار و احتمالات (کاربرد در کشاورزی)»، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، چاپ اول، 586 صفحه.

18- حشمتی. سمیرا  و بیگی­هرچگانی. حبیب، 1391، «پهنه‏بندی شاخص­های کیفی آب زیرزمینی شهرکرد به منظوراستفاده در طراحی سامانه­های آبیاری»، مجله پژوهش آب درکشاورزی، 26 (1): صص44-59.

19- استواری. یاسر و همکاران، 1390، «ارزیابی، تغییرات مکانی و پهنه­بندی کیفیت آب برای طراحی آبیاری قطره­ای در دشت لردگان»،  نشریه آبیاری و زهکشی، 2(5): صص 25-38.

20- استواری. یاسر و همکاران،1391، «بررسی تغییرات مکانی نیترات در آب زیرزمینی دشت لردگان»، 2 (1): صص 55-67.

21- جعفری ملک­آبادی. علی و همکاران،1383، «بررسی غلظت نیترات در آب های زیرزمینی استان اصفهان»،  مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 8(3): صص 69-73.

22- مطیعی. همایون، 1382، «چینه شناسی زاگرس»، انتشارات سازمان زمین شناسی کشور، 536 صفحه.

23-  Ostovari, Y., Beigi-Harchegani, H., and Asgari, K .2014. A fuzzy logic approach for assessment and mapping of groundwater irrigation quality: a case study of Marvdasht aquifer, Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, ttp://dx.doi.org/10.1080/03650340.2014.946020.