رقم المقالة : زيارة : 1801 الصفحة: -

نوع المخطوط:

پایش وضعیت کیفی آب زیرزمینی، با استفاده از شاخص IRWQIGC، مطالعه موردی: دشت فریمان، تربت جام

الموضوعات : Pollution of water resources

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد علوم و مهندسی محیط زیست، آلودگی محیط زیست، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری
2 - دانشیار علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری

تاريخ التأكيد : 08 السبت , رمضان, 1446 تاريخ الإصدار : 07 الإثنين , ذو القعدة, 1446

الکلمات المفتاحية:

ملخص المقالة :

به‌دلیل محدودیت منابع آبی بحث آلودگی آب‌های زیرزمینی مهم و مورد توجه است. هدف از این مطالعه تعیین کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت فریمان- تربت‌جام با استفاده از شاخص IRWQI_GC و بررسی تغییرات مکانی در بازه زمانی پاییز 98- بهار 99 بود. به این منظور در مجموع 30 نمونه جمع‌آوری شده‌است و پارامترهای اسیدیته، سختی کل، کل جامدات محلول، هدایت الکتریکی و نیترات در سه فصل اندازه‌گیری شده‌اند. پهنه‌بندی مکانی نیز با نرم‌افزار GIS انجام گرفته است. طبق نتایج به‌دست آمده مقدار شاخص IRWQI_GC در سه فصل پاییز 98، زمستان 98 و بهار 99 به‌ترتیب 45/60، 56/36، 14/34 محاسبه شده‌است که طبق این نتایج محدوده مورد مطالعه در فصل پاییز 98 دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب بوده است و در دو فصل زمستان 98 و بهار 99 دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً بد می‌باشد. بررسی کیفیت آب زیرزمینی در محل‌های نمونه‌برداری (چاه‌های مناطق رباط، سفید سنگ، رحمت‌آباد، قلعه گک، حیانو، قلعه خاکی، منصور به، اراضی کوشکک، احمدآباد و رخنه گرگ) نشان داده است، بهترین کیفیت آب زیرزمینی مربوط به مناطق رباط بود که دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب است و بدترین کیفیت آب زیرزمینی نیز مربوط به قلعه خاکی، اراضی کوشکک و احمدآباد می‌باشد که دارای کیفیت آب زیرزمینی بدی است. طبق این مطالعه آب‌های زیرزمینی بخش جنوب و جنوب شرقی دشت فریمان- تربت‌جام از نظر شوری و سختی و بخش شمالی دشت از نظر پارامتر نیترات آلودگی بیشتری داشته‌اند.

المصادر:

نص كامل:

پژوهش و فناوری محیط‌زیست، 1403،(16)9، 77-91

$Description: Description: H:\لوگوی بدون پس زمینه\200px-ACECR_logo.png$

پژوهشکده محیط زیست

پژوهش و فناوری محیط‌زیست

شاپا الکترونیکی: 2676-3060

(http://journal.eri.acecr.ir/)

www.journal.eri.acecr.ir وبگاه نشریه:

پایش وضعیت کیفی آب زیرزمینی، با استفاده از شاخص IRWQIGC، مطالعه موردی: دشت فریمان، تربت جام

نسرین ایزدی مهر‌1*، قاسم ذوالفقاری2

1*، حامد کیومرثی2

سید عطااله حسینی¹1، خلیل محمدی‌فیروز 2

1. دانش آموخته کارشناسی‌ارشد علوم و مهندسی محیط‌زیست، آلودگی محیط‌زیست، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری

2. دانشیار علوم و مهندسی محیط‌زیست، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری.

چکیده

اطلاعات مقاله

به‌دلیل محدودیت منابع آبی بحث آلودگی آب‌های زیرزمینی مهم و مورد توجه است. هدف از این مطالعه تعیین کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت فریمان- تربت‌جام با استفاده از شاخص IRWQIGC و بررسی تغییرات مکانی در بازه زمانی پاییز 98- بهار 99 بود. به این منظور در مجموع 30 نمونه جمع‌آوری شده‌است و پارامترهای اسیدیته، سختی کل، کل جامدات محلول، هدایت الکتریکی و نیترات در سه فصل اندازه‌گیری شده‌اند. پهنه‌بندی مکانی نیز با نرم‌افزار GIS انجام گرفته است. طبق نتایج به‌دست آمده مقدار شاخص IRWQIGC در سه فصل پاییز 98، زمستان 98 و بهار 99 به‌ترتیب 45/60، 56/36، 14/34 محاسبه شده‌است که طبق این نتایج محدوده مورد مطالعه در فصل پاییز 98 دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب بوده است و در دو فصل زمستان 98 و بهار 99 دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً بد می‌باشد. بررسی کیفیت آب زیرزمینی در محل‌های نمونه‌برداری (چاه‌های مناطق رباط، سفید سنگ، رحمت‌آباد، قلعه گک، حیانو، قلعه خاکی، منصور به، اراضی کوشکک، احمدآباد و رخنه گرگ) نشان داده است، بهترین کیفیت آب زیرزمینی مربوط به مناطق رباط بود که دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب است و بدترین کیفیت آب زیرزمینی نیز مربوط به قلعه خاکی، اراضی کوشکک و احمدآباد می‌باشد که دارای کیفیت آب زیرزمینی بدی است. طبق این مطالعه آب‌های زیرزمینی بخش جنوب و جنوب شرقی دشت فریمان- تربت‌جام از نظر شوری و سختی و بخش شمالی دشت از نظر پارامتر نیترات آلودگی بیشتری داشته‌اند.

نوع مقاله:

پژوهشی

تاریخ دریافت:

24/02/1403

تاریخ پذیرش:

18/12/1403

دسترسی آنلاین: 15/02/1404

کلید واژه‌ها:

کیفیت آبهای زیرزمینی،

پهنه‌بندی،

شاخص IRWQIGC،

تغییرات مکانی

[1] *پست الکترونیکی نویسنده مسئول: nasrin.ezadimehr70@gmail.com

Journal of Environmental Research and Technology, 9(16)2024. 77-91

$Description: Description: H:\لوگوی بدون پس زمینه\200px-ACECR_logo.png$

Environmental Research institute

Online ISSN: 3060-2676

journal homepage: www.journal.eri.acecr.ir

Journal of Environmental Research and Technology

Monitoring the quality of groundwater, using the IRWQIGC index, Case Study: Fariman-Torbat Jam Plain

Nasrin Ezadi Mehr1*, Qasim Zulfiqari2

1. MSc in Environmental Engineering, Environment, Faculty of Geography and Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University, Iran

2. Associate Professor, Department of Environmental Sciences and Engineering, Faculty of Geography and Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University, Iran

Article Info

Abstract

Article type:

Research Article

Article history:

Received: 2024/05/13

Accepted: 2025/03/08

Available online:

2025/05/05

Keywords:

quality of groundwater,

zoning,

IRWQIGC index,

Spatial Changes

Due to the limitation of water resources, the issue of groundwater pollution has become increasingly important. The purpose of this study was to determine the quality of groundwater in the Fariman-Torbat Jam plain using the IRWQIGC index and to investigate spatial variations during the period from autumn 2019 to spring 2020. For this purpose, a total of 30 samples were collected, and the parameters of pH, total hardness, total dissolved solids (TDS), electrical conductivity (EC), and nitrate were measured across three seasons. Spatial zoning was performed using GIS software.
According to the results, the IRWQIGC index values in autumn 2019, winter 2019, and spring 2020 were calculated as 45.60, 36.56, and 34.14, respectively. These results indicate that the groundwater quality in the study area was relatively good during autumn 2019, but relatively poor during winter 2019 and spring 2020.
The assessment of groundwater quality at the sampling sites (wells located in Rabat, Sefid Sang, Rahmatabad, Qaleh Gak, Hayano, Qaleh Khaki, Mansourieh, Kushkak lands, Ahmadabad, and Rokhneh Gorg) showed that the best groundwater quality was observed in Rabat, with relatively good groundwater quality, while the worst quality was observed in Qaleh Khaki, Kushkak lands, and Ahmadabad, with poor groundwater quality. Based on the findings, groundwater in the southern and southeastern parts of the Fariman-Torbat Jam plain was more polluted in terms of salinity and hardness, while the groundwater in the northern part was more polluted with respect to nitrate contamination.

مقدمه

شهرنشینی بدون برنامه‌ریزی، سیاست‌های اکتشاف نامحدود و تخلیه‌ی آب آلوده در محل نامناسب باعث نفوذ ترکیبات مضر به آب‌های زیرزمینی شده است (پندی و همکاران، 2008). دفع زباله‌های صنعتی و شهری، استفاده از مواد شیمیایی در کشاورزی (کود، علف کش و سموم دفع آفات) علل اصلی آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌باشند (اولله و همکاران، 2009). بررسی کیفیت آب با دقت بالا، کلید کنترل آلودگی آب و بهبود مدیریت آب است (سینگا و همکاران، 2021). کیفیت آب زیرزمینی تأثیر زیادی بر سلامت انسان و توسعه کشاورزی دارد (آدیمالا و تالور، 2020). آلاینده‌های صنعتی، تخلیه فاضلاب‌های خانگی و کشاورزی، همچنین ورود شیرابه حاصل از زباله به رواناب‌های سطحی باعث افزایش آلودگی آب‌های سطحی شده‌است و منابع آب سطحی را کاهش داده است. با اینکه منابع آب‌های سطحی بیش‌تر در معرض آلودگی قرار می‌گیرند ولی به‌دلیل کمبود منابع آب شیرین و کاهش میانگین بارندگی‌ها در کشور، سفره‌های آب زیرزمینی به‌عنوان مهم‌ترین منابع آب شیرین دارای اهمیت فراوانی است، بنابراین حفظ کیفیت این منابع بسیار مهم است (جلیلی و همکاران، 2019). کمیت آب‌های زیرزمینی تحت‌تأثیر افزایش شهرنشینی قرار می‌گیرد. مشاهده شده‌است که زمین‌های برهنه و زراعی و سایر زمین‌های کم جمعیت به سکونتگاه‌های متراکم تبدیل‌شده‌اند که هیدرولوژی منطقه را تغییر داده است. این تغییرات شامل افزایش شوری آب و ترکیبات نیتروژن و همچنین آلودگی میکروبیولوژیکی و آلودگی فرآورده‌های نفتی است (بادینژاد و همکاران ، 2020). کیفیت آب آبیاری به‌دلیل تغییر در خصوصیات فیزیکی -شیمیایی خاک، به‌طور قابل توجه بر بازده محصول تأثیر می‌گذارد، به همین دلیل ارزیابی ترکیب شیمیایی خاک و آب‌های زیرزمینی قبل از استفاده از آن برای آبیاری اجباری است (اواس و همکاران، 2017). دشت فریمان – تربت‌جام در حوضه‌ی آبریز قره قوم ایران واقع شده‌است و از نظر آبهای سطحی بسیار فقیر است، به همین دلیل فشار عمده بر روی برداشت از آبهای زیر زمینی برای مصارف مختلف شهری، صنعتی و کشاورزی است. تراز سطح آب زیرزمینی دشت فریمان – تربت‌جام از 1200 متر در غرب دشت تا 760 متر در جنوب شرقی دشت در احمدآباد متفاوت است (یزدانی و همکاران، 1395). هدف از این مطالعه تعیین کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت فریمان- تربت‌جام با استفاده از شاخص IRWQIGC و بررسی تغییرات مکانی در بازه زمانی پاییز 98- بهار 99 بود.

مواد و روش‌ها

در مدت زمان مورد مطالعه (پاییز 98-بهار 99) از 30 چاه عمیق دشت فریمان- تربت‌جام نمونه‌برداری شده‌است و کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت فریمان- تربت‌جام با استفاده از شاخص IRWQIGC تعیین شده‌است. برای این مطالعه پارامترهای فیزیکی- شیمیایی (NO3, EC, TH, pH, TDS) اندازه‌گیری شده‌اند و در نهایت پهنه‌بندی مکانی با نرم‌افزار (GIS) انجام شده‌است. برای رسم نمودارها از نرم‌افزار Excel استفاده شده‌است.

-شاخص IRWQIGC

شاخص کیفی منابع آبی ایران است. پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی تحت نظارت سازمان محیط‌زیست در سال 1390، راهنمای محاسبه شاخص کیفیت آب‌های زیرزمین IRWQIGC را برای پارامترهای مختلف آب منتشر کرده است. برای محاسبه‌ی شاخص کیفیت آب‌های زیر زمینی IRWQIGC، تعدادی پارامتر پیشنهاد شده‌است که به هر کدام از آن‌ها متناسب با نقشی که در ایجاد آلودگی دارند، وزنی طبق جدول (1) تعلق گرفته است.

جدول (1): پارامترهای شاخص IRWQIGC و وزن آنها

ردیف	پارامتر	وزن	واحد اندازه‌گیری
1	نیترات	151/0	بر حسب میلی گرم بر لیتر
2	کلیفرم مدفوع	134/0	بر حسب MPN/100ml
3	هدایت الکتریکی	129/0	برحسب میکرو زیمنس بر سانتی‌متر
4	سختی کل (TH)	103/0	بر حسب میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم
5	SAR	089/0	-
6	BOD	088/0	بر حسب میلی گرم بر لیتر
7	فسفات	085/0	بر حسب میلی گرم بر لیتر
8	COD	08/0	بر حسب میلی گرم بر لیتر
9	PH	074/0	بر اساس استاندارد
10	اکسیژن محلول	067/0	بر حسب درصد اشباع

برای محاسبه شاخص IRWQIGC از رابطه (1) استفاده می‌کنیم.

IRWQIGC = (1)

در این را بطه wi وزن هر پارامتر i ام، n تعداد پارامترها و Ii مقدار شاخص برای هر پارامتر است.

مقدار شاخص (Ii) هر پارامتر از طریق نمودار مربوط به آن پارامتر در نشریه راهنمای محاسبه شاخص کیفیت آب مشخص شده‌است.

طبق رابطه (2) از مجموع وزن پارامترهای در دسترس وزن کل برای محاسبه‌ی شاخص کیفیت آب محاسبه شده‌است.

(2) Y=

پس از محاسبه‌ی مقدار شاخص IRWQIGC محدوده کیفیت آب طبق جدول (2) مشخص شده است.

جدول (2): معادل توصیفی شاخص کیفیت آب‌های زیرزمینی IRWQIGC

مقدار شاخص	معادل توصیفی
کمتر از 15	خیلی بد
9/29-15	بد
9/44-30	نسبتاً بد
55-45	متوسط
70-1/55	نسبتاً خوب
85-1/70	خوب
بیشتر از 85	بسیار خوب

معرفی روش‌های تجزیه، تحلیل و درون‌یابی مورد استفاده برای پهنه‌بندی کیفیت آب

روش کار پهنه‌بندی

برای انجام درون‌یابی مکانی (پهنه‌بندی) ابتدا پارامترهای هدایت الکتریکی (EC)‌، کل مواد جامد محلول (TDS)، نیترات (NO3)، سختی کل (TH) و (pH) با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی بهصورت زوج مقایسه شده‌اند تا وزن پارامترها مشخص شود سپس با استفاده از روش درون‌یابی عکس مجذور فاصله (IDW)، نقشه‌های رستری در GIS استخراج و رتبه‌بندی شده‌اند. بیشترین رتبه به بدترین کیفیت و کمترین رتبه به بهترین کیفیت هر پارامتر داده شده و در نهایت وزن‌های هر یک از پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی برای هر یک از لایه‌ها اعمال شده است.

جدول (3): جدول استاندارد پارامترهای TDS و TH (طبق استاندارد اروپا و ایران)

پارامتر	حداکثر مطلوب (اروپا)	حداکثر مجاز (ایران)
TDS	1000	1500
TH	200	500

یافته‌ها

-بررسی میانگین غلظت پارامتر TDS بین فصل‌ها و چاه‌های مختلف

میانگین غلظت پارامترهای pH, EC ,NO3 ,TDS وTH در محدوده زمانی مورد مطالعه (پاییز 98-بهار 99) در شکل‌های (10-1) نشان داده شده است.

شکل(1): میانگین غلظت TDS در فصل‌های مختلف

) l ( Caco3 mg/

شکل(2): میانگین غلظت TDS در چاه‌های مختلف

) l ( Caco3 mg/

شکل(3): میانگین غلظت پارامتر NO3 در فصل‌های مختلف

شکل(4): میانگین غلظت NO3 در چاه‌های مختلف

شکل(5): میانگین غلظت پارامتر EC در فصل‌های مختلف

شکل(6): میانگین غلظت پارامتر EC در چاه‌های مختلف

شکل(7): میانگین غلظت پارامتر pH در فصل‌های مختلف

شکل(8): میانگین غلظت پارامتر pH در چاه‌های مختلف

شکل (9): میانگین غلظت پارامتر TH در فصل‌های مختلف

شکل(1و2) نشان دهنده بیشترین میانگین غلظت مواد جامد محلول (TDS) در فصل بهار 99 و مناطق اراضی کوشکک و قلعه خاکی بوده است. شکل(3و4) نشان دهنده بیشترین میانگین غلظت نیترات(NO3) در بهار 99 و منطقه سفید سنگ است. شکل(5و6) نشان دهنده بیشترین میانگین هدایت الکتریکی آب (EC) در زمستان 98 و منطقه احمد آباد است. شکل(7و8) نشان دهنده بیشترین میانگین اسیدیته آب (pH) در بهار 99 و منطقه حیانو است و شکل (9و10) نیز نشان دهنده بیشترین میانگین سختی آب (TH) در بهار 99 و منطقه قلعه خاکی بوده است.

شکل(10): میانگین غلظت پارامتر TH در چاه‌های مختلف

-کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان در فصل‌ها و چاه‌های مختلف طبق شاخص IRWQIGC

کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان در بازه زمانی بهار 99- پاییز 98 طبق جدول (4و5) می‌باشد.

-کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان در فصل‌ها و چاههای مختلف طبق شاخص IRWQIGC

کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان در بازه زمانی بهار 99- پاییز 98 طبق جدول (4و5) می‌باشد.

جدول(4): کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان در فصل‌های مختلف

بازه زمانی	مقدار شاخص IRWQIGC	معادل توصیفی	رده بندی طبق جدول توصیفی شاخص IRWQIGC
پاییز 98	45/60	نسبتاً خوب	رده پنجم
زمستان 98	56/36	نسبتاًبد	رده سوم
بهار 99	14/34	نسبتاًبد	رده سوم

جدول (5): کیفیت آب زیرزمینی چاه‌های مورد مطالعه‌ی دشت تربت‌جام-فریمان

ایستگاه (چاه)	مقدار شاخص IRWQIGC	معادل توصیفی	رده بندی طبق جدول توصیفی شاخص IRWQIGC
رباط سمنگان	54/8	نسبتاً خوب	رده پنجم
سفید سنگ	54/34	نسبتاًبد	رده سوم
رحمت‌آباد	67/33	نسبتاً بد	رده سوم
قلعه گک	32/52	متوسط	رده چهارم
حیانو	59/37	نسبتاًبد	رده سوم
قلعه خاکی	75/28	بد	رده دوم
منصور به	99/35	نسبتاًبد	رده سوم
اراضی کوشکک	76/29	بد	رده دوم
احمدآباد	2/29	بد	رده دوم
رخنه گرگ	73/38	نسبتاً بد	رده سوم

طبق نتایج جدول(4) آب‌های زیرزمینی محدوده مورد مطالعه در زمستان 98 و بهار 99 با داشتن مقادیر کیفی 56/36 و 14/34 در رده‌ی سوم جدول توصیفی شاخص IRWQIGC قرار گرفته‌بود و دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً بدی بودند و در پاییز 98 کیفیت آب زیرزمینی دشت فریمان-تربت‌جام با داشتن مقدار کیفی 45/60 در رده‌ی پنجم قرار گرفته‌بود و دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب بودند. نتایج جدول (5) نشان داده است، 50 درصد از چاه‌های مورد مطالعه در رده‌ی سوم جدول توصیفی شاخص IRWQIGC قرار گرفته است و دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً بد بودند، 30 درصد در رده‌ی دوم قرار گرفته‌اند و دارای کیفیت آب زیرزمینی بدی بودند، 10 درصد در رده‌ی پنجم جدول توصیفی شاخص IRWQIGC قرار گرفته‌اند و دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب بودند و 10 درصد هم در رده‌ی چهارم قرار گرفته‌اند و دارای کیفیت آب زیرزمینی متوسط بودند. طبق این نتایج بهترین کیفیت آب زیرزمینی دشت تربت‌جام-فریمان در بازه زمانی بهار 99-پاییز 98 مربوط به چاه منطقه‌ی رباط سمنگان بود که در رده پنجم جدول توصیفی شاخص IRWQIGC قرار گرفته است و دارای کیفیت آب زیرزمینی نسبتاً خوب می‌باشد. بدترین کیفیت آب زیرزمینی مربوط به چاه‌های مناطق قلعه خاکی، اراضی کوشکک و احمد آباد بود که در رده دوم جدول توصیفی شاخص IRWQIGC قرار گرفته است و دارای کیفیت آب زیرزمینی بدی بوده است.

-طبقه‌بندی کیفیت آب منطقه مورد مطالعه بر اساس خطر شوری برای آبیاری، طبق طبقه‌بندی ویلکاکس در جدول (7) نشان داده شده است.

جدول(6): طبقه‌بندی کیفیت آب کشاورزی بر اساس خطر شوری طبق طبقه‌بندی ویلکاکس

رده	طبقه‌بندی کیفی آب کشاورزی	رده‌بندی ویلکاکس	EC (میکرو زیمنس بر سانتی‌متر)	خطر شوری	کیفیت
1	خیلی خوب	C1	250>	کم	مناسب برای همه نوع خاک
2	خوب	C2	750-250	متوسط	تقریباً مناسب (به‌جز گیاهان حساس به شوری)
3	متوسط	C3	2250-750	زیاد	نامناسب (به‌جز خاک‌های زهکش دار و گیاهان با تحمل بالا)
4	نامناسب	C4	2250<	خیلی زیاد	غیر قابل‌استفاده (به‌جز برای گیاهان بسیار مقاوم)

جدول(7): طبقه‌بندی کیفیت آب منطقه مورد مطالعه بر اساس خطر شوری طبق طبقه‌بندی ویلکاکس

طبقه‌بندی کیفی آب کشاورزی بر اساس مقدار پارامتر EC	شیرین برای کشاورزی کاملاً مناسب	کمی شور و برای کشاورزی تقریباً مناسب	شور برای کشاورزی با تمهیدات مناسب	خیلی شور مضر برای کشاورزی
رده‌بندی ویلکوکس	C1	C2	C3	C4
EC (میکرو زیمنس بر سانتی‌متر)	250>	750-250	2250-750	2250<
چاه‌ها	-	-	رباط، سفید سنگ، رحمت‌آباد، قلعه گک، قلعه خاکی، منصور به	حیانو، احمدآباد، اراضی کوشکک، رخنه گرگ
فصل‌ها	-	-	پاییز، بهار	زمستان

آب‌های زیرزمینی منطقه مورد مطالعه از نظر سختی کل (TH)، طبق جدول (8) طبقه بندی شده‌است.

جدول(8): طبقه بندی آب‌های زیرزمینی بر اساس سختی کل (TH)

سختی کل) (TH) (mg/l)	تقسیم بندی آب	تعداد نمونه	درصد نمونه
75>	نرم	-	-
75-150	سختی متوسط	رباط (1)	10%
150-300	سخت	(سفید سنگ، قلعه گک، حیانو، رخنه گرگ)	40%
300<	خیلی سخت	(رحمت‌آباد، قلعه خاکی، منصور به، اراضی کوشکک، احمدآباد)	50%

طبق نتایج جدول(8)، 50% از مناطق مورد مطالعه در رده خیلی سخت، 40% در رده سخت و 10% در رده سختی متوسط قرار گرفته است.

- نقشه‌های پهنه‌بندی

- نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر TDS

$C:\Users\hanie\Desktop\زمستان98TDS.tif$

شکل(11): نقشه پهنه‌بندی پارامتر TDS در فصل پاییز

$C:\Users\hanie\Desktop\TDSپاییز98.tif$

شکل(12): نقشه پهنه‌بندی پارامترTDSدر فصل زمستان

$C:\Users\hanie\Desktop\TDSبهار99.tif$

شکل(13): نقشه پهنه‌بندی پارامترTDSدر فصل بهار

- نقشه‌های پهنه‌بندی پارامترNO3

شکل(14): نقشه پهنه‌بندی پارامترNO3 در فصل پاییز

شکل(15): نقشه پهنه‌بندی پارامتر NO3 در فصل زمستان

شکل(16): نقشه پهنه‌بندی پارامترNO3 در فصل بهار

نتایج نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر نیترات(NO3) در شکل‌های (16-14) نشان داده است که در فصل پاییز 98 مقدار پارامتر NO3 از قسمت شرق و جنوب شرقی به‌سمت غرب و شمال غربی دشت فریمان –تربت جام و به اطراف رو به افزایش است که بیشترین مقدار غلظت NO3 در این فصل در بخش جنوبی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل زمستان 98 مقدار پارامتر NO3 از قسمت مرکزی به اطراف و بخش شمالی دشت فریمان –تربت جام و همچنین از بخش جنوبی به اطراف محدوده مورد مطالعه رو به افزایش است، که بیشترین غلظت NO3 در این فصل در بخش شمال محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل بهار 99 مقدار پارامتر NO3 از جنوب به‌سمت بخش شمال دشت فریمان-تربت‌جام رو به افزایش می‌باشد، که بیشترین غلظت NO3 در این فصل در بخش شمالی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است.

-نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر EC

شکل(17): نقشه پهنه‌بندی پارامترEC در فصل پاییز

شکل(18): نقشه پهنه‌بندی پارامترEC در فصل زمستان

شکل(19): نقشه پهنه‌بندی پارامترEC در فصل بهار

نتایج نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر EC در شکل‌های (19-17) نشان داده است که در فصل پاییز 98 مقدار پارامتر EC از غرب به شرق و از شمال غربی به جنوب شرقی دشت فریمان –تربت جام رو به افزایش است که بیشترین مقدار غلظت EC در این فصل در بخش جنوب شرقی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل زمستان 98 مقدار پارامتر EC از شمال به جنوب و از شمال غربی به جنوب غربی دشت فریمان –تربت جام رو به افزایش است، که بیشترین غلظت EC در این فصل در بخش جنوبی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل بهار 99 مقدار پارامتر EC از شمال غربی به جنوب شرقی دشت فریمان-تربت‌جام رو به افزایش می‌باشد، که بیشترین غلظت EC در این فصل در بخش جنوب شرقی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است.

-نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر pH

شکل(20): نقشه پهنه‌بندی پارامتر pH در فصل پاییز

شکل(21): نقشه پهنه‌بندی پارامتر pH در فصل زمستان

شکل(22): نقشه پهنه‌بندی پارامتر pH در فصل بهار

نتایج نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر pH درشکل های(22-20) نشان داده است که در فصل پاییز 98 مقدار پارامتر pH از قسمت مرکزی دشت فریمان –تربت جام به اطراف رو به افزایش است که بیشترین مقدار غلظت pH در این فصل در بخش شمال غربی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل زمستان 98 مقدار پارامتر pH از شرق به غرب و شمال غربی دشت فریمان –تربت جام رو به افزایش است، که بیشترین غلظت pH در این فصل در بخش شمال غربی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل بهار 99 مقدار پارامتر pH از جنوب شرقی و شمال غربی به‌سمت بخش مرکزی دشت فریمان-تربت‌جام رو به افزایش می‌باشد، که بیشترین غلظت pH در این فصل در بخش شرقی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است.

- نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر TH

شکل(23): نقشه پهنه‌بندی پارامتر TH در فصل پاییز

شکل(24): نقشه پهنه‌بندی پارامتر TH در فصل زمستان

شکل(25): نقشه پهنه‌بندی پارامتر TH در فصل بهار

نتایج نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر THدر شکل‌های (25-23) نشان داده است که در هر سه فصل مورد مطالعه مقدار پارامتر TH از قسمت مرکزی به اطراف و سمت شمال و جنوب دشت فریمان –تربت جام رو به افزایش بود که بیشترین مقدار غلظت THدر این فصل‌ها در بخش جنوبی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. در فصل پاییز 98، مقدار TH در 30% دشت فریمان –تربت جام کمتر از حداکثر مطلوب 200 میلی‌گرم بر لیتر کربنات کلسیم، در 60% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مطلوب 200 میلی‌گرم بر لیتر کربنات کلسیم و کمتر از حداکثر مجاز 500 میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم و در 10% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مجاز 500 میلی‌گرم بر لیتر کربنات کلسیم بود. در فصل زمستان 98 و بهار 99، مقدار TH در 25% دشت فریمان-تربت‌جام کمتر از حداکثر مطلوب 200 میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم، در 70% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مطلوب 200 میلی‌گرم بر لیتر کربنات کلسیم و کمتر از حداکثر مجاز 500 میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم و در 5% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مجاز 500 میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم مشاهده شده است.

بحث و نتیجه‌گیری

با توجه به نتایج به‌دست آمده با استفاده از شاخص IRWQIGC طبق جدول (4و5)، بهترین کیفیت آب زیرزمینی دشت فریمان-تربت‌جام در بازه‌ی زمانی پاییز 98- بهار 99 مربوط به فصل پاییز 98 و چاه رباط سمنگان بوده است. طبق این نتایج پایین‌ترین کیفیت آب زیرزمینی در بهار 99 و در منطقه قلعه خاکی محاسبه شده‌است. نتایج نقشه‌های پهنه‌بندی پارامترکل جامدات محلول (TDS) نشان داده است، مقدار TDS در فصل پاییز و زمستان 98 در 25% محدوده مورد مطالعه و در فصل بهار 99 در 20% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مجاز 1500 میلی گرم بر لیتر می‌باشد. مقدار متوسط کل جامدات محلول (TDS) در اراضی رحمت‌آباد، قلعه خاکی، منصور به و اراضی کوشکک بیش‌تر از حداکثر مجاز 1500 میلی گرم بر لیتر محاسبه شده‌است و بخش جنوب شرقی دشت فریمان-تربت‌جام بیشترین غلظت را نشان داده است. نتایج بررسی کیفیت آب‌های زیرزمینی محدوده مورد مطالعه از نظر خطر شوری طبق طبقه بندی ویلکاکس در جدول (7) نشان داده است؛ مقدار پارامتر EC که بیانگر شوری آب‌های زیرزمینی است، در فصل زمستان بالاتر از حد استاندارد کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی بوده است. مقدار این پارامتر در فصل پاییز 98 و بهار 99 در محدوده‌ی استاندارد محاسبه شده‌است. طبق جدول(7)، 60% مناطق مورد مطالعه در طبفه‌ی شور و برای کشاورزی با تمهیدات مناسب و 40 % در طبقه‌ی خیلی شور و مضر برای کشاورزی قرار گرفته‌اند. با توجه به نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر EC، بیشترین مقدار پارامتر EC در بخش جنوب و جنوب شرقی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. طبق نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر نیترات (NO3)، بیشترین مقدار نیترات آب‌های زیرزمینی دشت فریمان-تربت‌جام در بخش شمالی محدوده مشاهده شده‌است. (ایزانلو و همکاران، 1388) بیان کردند، عامل اصلی آلودگی آبهای زیرزمینی به نیترات ورود فاضلاب‌ها و رواناب‌های کشاورزی به منابع آب‌های زیرزمینی است و در بسیاری از کشورهای جهان از قبیل انگلستان، چین، استرالیا و ترکیه غلظت‌های بالای نیترات در آبهای زیرزمینی مشاهده شده‌است. طبق نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر pH، بیشترین مقدار غلظت آن در بخش شمال غربی محدوده مورد مطالعه مشاهده شده‌است. همچنین طبق نقشه‌های پهنه‌بندی پارامتر سختی کل (TH) در فصل پاییز 98، مقدار TH در 10% محدوده مورد مطالعه و در فصل زمستان 98 و بهار 99 در 5% محدوده مورد مطالعه بیشتر از حداکثر مجاز 500 میلی گرم بر لیتر می‌باشد و بیشترین مقدار غلظت آن در بخش جنوبی دشت فریمان- تربت‌جام مشاهده شده‌است. مقدار متوسط بارندگی دشت فریمان-تربت‌جام در پاییز 98، 43/41 میلی‌متر، در زمستان 98، 5 میلی‌متر و در بهار 99، 33/16 میلی‌متر بوده است، با توجه به این مقادیر فصل پاییز 98 بیشتر بارندگی و فصل زمستان 98 کمترین بارندگی را در بازه زمانی مورد مطالعه (پاییز 98-بهار 99) داشته است. با توجه به نتایج به‌دست آمده احتمال می‌رود بین میزان بارندگی و تغییرات پارامترهای EC، TDS، TH، NO3 و pH ارتباطی برقرار باشد، به‌دلیل اینکه نقشه‌های پهنه‌بندی این پارامترها با اختلاف ناچیزی در فصل پاییز که میزان بارندگی بیشتری داشته است مقادیر قابل قبولتری از این پارامترها را نشان‌می‌دهد. مقدار پارامتر نیترات (NO3) و pH طبق نقشه‌های پهنه‌بندی در فصل بهار 99 بیشتر است، با وجود اینکه بارندگی فصل بهار نسبت به فصل زمستان مقادیر بیشتری را نشان‌می‌دهد، احتمالاً دلیل این است که در فصل بهار فعالیت‌های انسانی و استفاده از آب‌های زیرزمینی برای مصارف آبیاری نسبت به فصل زمستان بیشتر است و با وجود بارش به‌دلیل برداشت بی رویه افت سطح آب‌های زیرزمینی ایجاد شده‌است که این امر باعث بالا رفتن مقدار pH و NO3 آب‌های زیرزمینی در این فصل شده‌است. همچنین استفاده از کودهای نیترات و کودهای شیمیایی برای مزارع کشاورزی هم به این امر تأثیر گذاشته‌است. پیشنهاد می‌شود برای کاهش اثرات زیان‌بار افزایش سختی، شوری و اثرات افزایش نیترات، بهره‌برداری بی‌رویه از آب‌های زیرزمینی برای مصارف مختلف به حداقل برسد و استفاده از کودهای شیمیایی در مزارع دشت فریمان- تربت‌جام به‌صورت کنترل شده انجام شود. شوری آب یکی از خصوصیات مهم کیفیت آب‌های زیرزمینی برای مصارف کشاورزی است، زمانی که شوری آب‌های زیرزمینی افزایش یابد غلظت نمک در خاک بالا رفته و خاک رطوبت خود را از دست می‌دهد. برای رفع شوری منابع آب زیرزمینی پیشنهاد می‌شود کشاورزان از کودهای حاوی کلرید استفاده نکنند و محصولات زراعی مقاوم نسبت به شوری و دارای ریشه سطحی کشت شود، همچنین پیشنهاد می‌شود از روش آبیاری قطره‌ای برای حفظ رطوبت اطراف گیاه و کاهش اثرات شوری استفاده شود. از آبیاری در شرایط بادی و هوای گرم هم خودداری شود.

منابع

اخوان، سمیرا، زارع ابیانه، حمید، بیات ورکشی، مریم (1393). مروری نظام‌مند بر مطالعات انجام شده در خصوص غلظت نیترات در منابع آبی ایران. در: نشریه سلامت و محیط، (ص 205-228). تهران: انجمن علمی بهداشت محیط ایران.

ایزانلو، حسن، مجیدی، غریب، نظری، شهرام، ملکی، افشین، خزائی، محمد، طباطبیایی مجد، مریم سادات، وطن خواه، مهشید (1394) الف. بررسی غلظت نیترات و نیتریت در منابع آب زیرزمینی شهر جیرفت. در: نشریه دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، (ص 1042-1035) . سبزوار: دانشگاه علوم پزشکی سبزوار.

اصغری مقدم، اصغر، جوانمرد، زهرا، ودیعتی، میثم، نجیب، مرتضی (1394) ب. ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های GQI و FGQI (مطالعه موردی: دشت مهربان). در: فصلنامه نشریه هیدروژئو مورفولوژی، (ص 79-98). تبریز: دانشگاه جغرافیا و برنامه‌ریزی.

آقایی پور، نیلوفر، پیر دشتی، همت اله، زواره، محسن، اسدی، حسین، بهمنیار، محمد علی (1397) الف. ارزیابی تغییرپذیری مکانی برخی از خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک در شالیزارهای دشت فوضات با استفاده از زمین آمار. در: نشریه پژوهش‌های کاربردی زراعی (پژوهشی و سازندگی)، (ص 50-71). خراسان‌رضوی: مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع‌طبیعی خراسان‌رضوی.

بهرامی نسب، رؤیا، پیر خراطی، حسین، عباس فام، علیرضا، شیخی، زهرا، بازرگان، دلنیا (1397) ب. ارزیابی کیفیت آب زیر زمینی دشت رشکان به‌منظور استفاده از آن در کشاورزی. در: اولین کنفرانس تحقیقات بنیادین در علوم کشاورزی و زیست‌محیطی. تهران: دانشگاه شهید بهشتی.

ترابی پوده، حسن، یونسی، حجت‌الله، ا، حقی زاده، علی، ارشیا، آزاده (1398) الف. ارزیابی تغییرات کیفیت منابع آب زیرزمینی و شاخص کیفیت آب‌های زیرزمینی در محدوده آبخوان‌های انجانات نجف‌آباد. در: نشریه علمی مهندسی اکوسیستم بیابان، (ص 66-53). کاشان: دانشگاه کاشان

سرابی، سمیه، بوداقپور، سیامک، شهبازی سحرانی، مهشید (1396) الف. تأثیر فعالیت‌های کشاورزی بر آلودگی آبهای زیرزمینی به نیترات در ایران. در: کنفرانس بین المللی کشاورزی، محیط‌زیست و منابع‌طبیعی در هزاره سوم. رشت: سازمان جهاد کشاورزی و اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان گیلان.

عظیمیان، سمیرا، فرقانی تهرانی، گیتی، اختری، یوسف(1396) ب. بررسی ویژگی‌های هیدروژئو شیمیایی منابع آب زیر زمینی دشت فریمان – تربت‌جام. در: پنجمین کنفرانس ملی پژوهش‌های کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری. تهران: دانشگاه صنعتی خواجه نصرالدین طوسی.

قره محمودلو، مجتبی، حشمت‌پور، علی، جندقی، نادر، زارع، علی، مهرابی، حسین (1398) ب. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت سیدان- فاروق برای هدف‌های آبیاری و شرب. در: فصلنامه نشریه علوم محیطی، (ص 89-106). تهران: پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی.

لطیف، مسعود، موسوی، سید فرهاد، افیونی، مجید، ولایتی، سعداله (1384). بررسی آلودگی نیترات و منشا یابی آن در آبهای زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت مشهد). در: نشریه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی. گرگان: دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی.

لشگری‌پور، غلامرضا، غفوری، محمد، دم شناس، مهدی (1387). تأثیر افت سطح آب‌های زیرزمینی در دشت فریمان- تربت‌جام. در: دوازدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی. اهواز: انجمن زمین‌شناسی ایران.

موذن‌زاده، روزبه، علیزاده، امین (1394) ج. تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی دشت فریمان- تربت‌جام با رویکرد مدیریتی در سطح مزرعه. در: نشریه آبیاری و زهکشی ایران، (ص 407-417). تهران: انجمن علمی آبیاری و زهکشی ایران.

یاسمنی، سمانه، محمدزاده، حسین، مساعدی، ابوالفضل (1391). بررسی اثر خشک‌سالی بر تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت تربت‌جام- فریمان با به‌کارگیری شاخص‌های GRI و SPI. در: شانزدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران. شیراز: انجمن زمین‌شناسی ایران.

Adimalla, N., & Taloor, A. K. (2020). Hydrogeochemical investigation of groundwater quality in the hard rock terrain of South India using Geographic Information System (GIS) and groundwater quality index (GWQI) techniques. Groundwater for Sustainable Development, 10, 100288.‌

Awais, M., Arshad, M., Shah, S.H. H. and Anwar-ul-Haq, M. 2017. Evaluating groundwater quality for irrigated agriculture. Spatio-temporal investigations using GIS and geostatistics in Punjab, Pakistan. Arabian Journal of Geosciences, 10(23).1-15.

Adeyeye, J. A., Akinyemi, O.D., Awomeso, J.A., Bada, B.S., and Akintan, O.B. 2021. Geochemical investigation of groundwater salinity status in selected coastal areas of south western nigeria. Sustainable Water Resources Management, 7(4). 1-15.

Badeenezhad, A., Tabatabaee, H. R., Nikbakht, H. A., Radfard, M., Abbasnia, A., Baghapour, M. A., & Alhamd, M. (2020). Estimation of the groundwater quality index and investigation of the affecting factors their changes in Shiraz drinking groundwater, Iran. Groundwater for Sustainable Development, 11, 100435

Bhatti, N.B., Siyal, A.A., Qureshi, A.L., Solangi, G.S., Memon, N.A., and Bhatti, I.A. (2020). Impact of small dams construction on groundwater quality and level using water quality index (WQI) and GIS: Nagarparkar area of Sindh, Pakistan. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 26(10). 2586-2607.

Donohue, S., Mccarthy, V., Rafferty, P., Orr, A., and Flynn, R. (2015). Geophysical and hydrogeological characterization of the impacts of on-site wastewater treatment discharge to groundwater in poorly productive bedrock aquifer. Science of the Total Environment, 523. 109-119.

Elmahdy, S. I., & Mohamed, M. M. (2012). Topographic attributes control groundwater flow and groundwater salinity of Al Ain, UAE: a prediction method using remote sensing and GIS. J Environ Earth Sci, 2(8), 1-13.‌

Eghbalian, S., Bahmani, O. 2020. Study of Local and Temporal Changes of Groundwater Quality Standards of Hamedan-Bahar Plain Using (GIS) over a 10 Year Period. Journal of Environmental Science and Technology, 22(3). 83-98.

Jalili, M., Hosseini, M. S., Ehrampoush, M. H., Sarlak, M., Abbasi, F., & Fallahzadeh, R. A. (2019). Use of water quality index and spatial analysis to assess groundwater quality for drinking purpose in Ardakan, Iran. Journal of Environmental Health and Sustainable Development, 4(3), 834-842.‌

Krcmar, D., Tenodi, S., Grba, N., kerkez, D., Watson, M., Roncevic, S., and Dalmacija, B. (2018). Preremedial assessmwnt of the municipal landfill pollution impact on soil and shallow groundwater in subotica, Serbia. Science of the Total Environment, 615.1341-1354.

Nematollahi, M. J., Ebrahimi, P., Razmara, M., and Ghasemi, A. (2016). Hydrogeochemical investigations and groundwater quality assessment of Torbat-Zaveh plain, Khorasan Razavi, Iran. Environmental Monitoring and Assessment, 188(1). 1-21.

Pandey, S. K. and Tiwari, S. 2008. Physicochemical analysis of groundwater of selected area of Ghazipur city - A case study. Nature and Science, Vol. 6 (4), pp. 25-28.

Singha, S., Pasupuleti, S., Singha, S. S., Singh, R., & Kumar, S. (2021). Prediction of groundwater quality using efficient machine learning technique. Chemosphere, 276, 130265.

Sivakumar, D. (2014). 'Groundwater Quality Assessment around Nagalkeni Tannery Industrial Belt'. World Academy of Science, Engineering and Technology, Open Science Index 87, International Journal of Civil and Environmental Engineering, 8(3), 324 – 329.

Ullah, R.; Malik, R.N. and Qadir, A. 2009. Assessment of groundwater contamination in an industrial city, Sialkot, Pakistan. African Journal of Environmental Science and Technology, Vol. 3(1), pp. 429466.

شارک

عنوان URL للمقالة

پایش وضعیت کیفی آب زیرزمینی، با استفاده از شاخص IRWQIGC، مطالعه موردی: دشت فریمان، تربت جام

رایمگ

الروابط

المراكز ذات الصلة

دعامة

الصفحات الرسمية