بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت سفید دشت و ارزیابی آن برای استفاده در مصارف کشاورزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران.

2 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، ایران.

10.22034/hydro.2022.51732.1266

چکیده

آب­های زیرزمینی از منابع با ارزش برای تأمین آب مورد­نیاز مصارف مختلف در تمام مناطق، به ویژه مناطق خشک و نیمه­خشک می­باشد. در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت سفیددشت واقع در استان چهارمحال و بختیاری و قابلیت استفاده آن برای مصارف کشاورزی پرداخته شده است. بدین منظور، از سری زمانی متغیرهای کیفی اندازه­گیری شده در 9 ایستگاه نمونه­برداری (شامل 6 چاه، 2 قنات و یک چشمه) در سطح دشت سفید دشت در طی دوره آماری 29 ساله (1398-1370) استفاده شد. روند تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی این دشت با استفاده از آزمون ناپارامتری مان-کندال اصلاح شده (پس از حذف کامل اثر خودهمبستگی) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای هر سری زمانی شیب خط روند با استفاده از تخمین­گر شیب Sen محاسبه شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب زیرزمینی طی سال­های اخیر در برخی نقاط به خصوص بخش­های جنوبی سفید دشت کاهش یافته است. به منظور ترسیم نقشه­های پهنه­بندی متغیرهای کیفی در ابتدا و انتهای دوره آماری، دقت روش­های زمین آماری مختلف، از جمله روش وزن­دهی معکوس فاصله (IDW)، کریجینگ (Kriging)، کوکریجینگ (Co-Kriging) و غیره برای سفید دشت مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان داد روش IDW برای این دشت از دقت بالاتری برخوردار است. مقایسه نقشه­های پهنه­بندی متغیرهای کیفی در ابتدا و انتهای دوره زمانی مورد مطالعه نشان داد که کیفیت آب زیرزمینی این دشت طی این 29 سال افت کرده است. در نهایت، قابلیت استفاده آب زیرزمینی دشت سفید دشت برای مصارف کشاورزی با استفاده از دیاگرام USSL برای ابتدا و انتهای دوره آماری مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج حاکی از کاهش کیفیت و کلاس طبقه­بندی آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی می­باشد، که این کاهش کیفیت در بخش­های جنوبی دشت محسوس­تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Temporal and Spatial Variations of Groundwater Quality in Sefiddasht Plain and Suitability Evaluation for Agricultural Use

نویسندگان [English]

  • Mohsen Naderi Eshkaftaki 1
  • Rasoul Mirabbasi 2
  • Mohammad Ali Nasr Esfahani 3
1 MSc Student in Water Resources Engineering, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran.
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran.
چکیده [English]

Groundwater resources are valuable resources to supply water for various uses in all areas, especially arid and semi-arid areas. Due to the limited resources and increasing population and the growth of agriculture and industry, the optimal use of groundwater needs more attention. In this research, the temporal and spatial variation of groundwater quality of Sefiddasht plain located in Chaharmahal and Bakhtiari province and its capability for agricultural purposes have been investigated. For this purpose, the time series of qualitative variables collected in 9 sampling stations (including 6 wells, 2 qanats and a spring) in the Plain during a 29-year period (1991-2018) was used. The trend of changes in groundwater quality variables of this plain was investigated using the modified Mann-Kendall test (after complete elimination of the autocorrelation effect). The trend line slope was also calculated for each time series using the Sen slope estimator. The results showed that groundwater quality has decreased in recent years in some places, especially in the southern parts of Sefiddasht. In order to draw zoning maps of qualitative variables at the beginning and end of the studied period, the accuracy of various geostatistical methods, including inverse distance weighting (IDW), Kriging, Co-Kriging, etc. for Sefiddasht plain was evaluated and the IDW method was selected for this plain. Comparison of zoning maps of qualitative variables at the beginning and end of the studied period showed that the groundwater quality of this plain has decreased during the considered 29 years. Finally, the usability of groundwater in Sefiddasht plain for agricultural use was evaluated using the USSL diagram for the beginning and end of the studied period. The results indicated a decrease in the quality of groundwater for agricultural use in this plain during the studied period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater quality
  • Inverse distance weighting (IDW)
  • Mann- Kendall
  • Trend
  • USSL diagram

مراجع

احمدپور، ع.، فیجانی، ا. و مظفری، م. 1400. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف شرب، کشاورزی و صنعت (مطالعه موردی: قسمت شرقی آبخوان تهران). چهارمین کنفرانس بین المللی توسعه فناوری مهندسی مواد، معدن و زمین­شناسی. 30 تیر 1400. انجمن مدیریت و مهندسی توسعه فناوری، تهران.
پناهی، م.، میثاقی، ف. و قنبری، ف. 1396. تعیین روند تغییرات پارامتر های کیفی آب های زیرزمینی دشت شبستر. فصلنامه علوم محیطی، (3): 38-19.
تابنده ، س.م.، خلقی، م. و حسینی، س.ع. 1400. مقایسه ی عملکرد روش های درون یابی برای ارزیابی کیفی آب زیرزمینی بر مبنای خصوصیات آبخوان های کم عمق (مطالعه موردی: آبخوان بابل-آمل). نشریه آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)، (1): 249-237.
حمیدیان، ل.، معراجی، س.ح.، فیجانی، ا. و بطالبلویی، ص. 1396. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی استان بوشهر با استفاده از شاخص کیفی آب. نشریه هیدروژئولوژی، (1): 44-31.
خدابخشی، ن.، اسدا... فردی، غ. و حیدرزاده، ن. 1393. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی آبخوان سفید دشت با استفاده از GIS و شاخص GQI. پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، 11 شهریور ماه 1393، دانشگاه ارومیه.
خدادادی مهابادی، ف. و کوشافر، م. 1400. ارزیابی کیفیت میکروبی و شیمیایی سفره های آب زیرزمینی اردستان جهت مصارف کشاورزی. پنجمین کنگره بین المللی توسعه کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری ایران. 19 تا 21 مرداد 1400. دبیرخانه دائمی کنفرانس با همکاری دانشگاه یاسوج، دانشگاه شیراز و دانشگاه مازندران، تبریز.
خسروی دهکردی، خ.، میرعباسی نجف آبادی، ر.، صمدی بروجنی، ح. و قاسمی دستگردی، ا. 1398. پایش و پیش بینی خشکسالی های آب زیرزمینی دشت شهرکرد با استفاده از شاخص GRI  و مدل زنجیره مارکف. نشریه هیدروژئولوژی، 4(1): 112- 125.
طاهری تیزرو، ع.، نوابیان، م. و بدخشان، آ. 1395. کاربرد تکنیک زمین آمار برای ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت فومنات استان گیلان. نشریه هیدروژئولوژی، (1): 56-44.
طباطبائی، س.ح. 1379. رفع آلودگی فلزات سنگین فاضلاب­های شهری با استفاده از ژئولیت های طبیعی ایران. درس گروهی دکتری آبیاری و زهکشی. دانشگاه تهران. 35ص.
معتمدی­راد، م.، مختاری، ل.گ. ، بهرامی، ش. و زنگنه اسدی، م.ع. 1400. ارزیابی کیفیت منابع آبی از نظر شرب، کشاورزی و صنعت در آبخوان کارستی روئین اسفراین استان خراسان شمالی. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، (62): 93-73.
نکوآمال کرمانی، م.، میرعباسی نجف آبادی، ر. 1396. ارزیابی روش های درون یابی در تخمین سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت سرخون). نشریه هیدروژئولوژی، 2(2): 84-95.
ولایتی، س. 1378. پیامد های ناشی از اضافه برداشت آبخوان­های زیرزمینی. مجله دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه فردوسی مشهد، (1): 124-107.
Alley, W.M. (Ed.). (1993) Regional Ground -Water Quality, Van Nostrand Reinhold, New York.
Dorgham, M.M. et al. (2004). Eutrophication Problems in the Western Harbour of Alexandria. Egypt. Oceanologia, 46(1): 25-44.
Hagage, M. Madani, A.A. Elbeih, S.F. (2022). Quaternary groundwater aquifer suitability for drinking in Akhmim, Upper Egypt: an assessment using water quality index and GIS techniques. Arabian Journal of Geosciences, 15, 196.
Hamed, K.H., Rao, A.R., (1998). A modified Mann–Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology, 204: 182–196.
Kammoun, A. Abidi, M. Zairi, M. (2022). Hydrochemical characteristics and groundwater quality assessment for irrigation and drinking purposes: a case of Enfidha aquifer system, Tunisia. Environmental Earth Sciences, 81, 41.
Khaliq M.N., Ouarda T.B.M.J., and Gachon P., (2009). Identification of temporal trends in annual and seasonal low flows occurring in Canadian rivers: The effect of short- and long-term persistence. Journal of Hydrology, 369, 183-197.
Kumar S., Merwade V., Kam J., and Thurner K. (2009). Streamflow trends in Indiana: Effects of longterm persistence, precipitation and subsurface drains. Journal of Hydrology, 374(1-2): 171-183.
Neissi, L. Golabi, M. Gorman, J.M. (2020). Spatial interpolation of sodium absorption ratio: A study combining a decision tree model and GIS. Ecological Indicators, 117, 106611.
Samson, M. G. Swaminathan and N. Venkat Kumar. (2010). Assessing groundwater quality for potability using a Fuzzy logic and GIS- A case study for Tiruchirappalli City India. Computer Modeling and New Technologies, 14(2): 58-68.
Sen P.K. (1968). Estimates of the regression coefficients based on Kendalls tau. Journal of the American Statistical Association, 63: 1379-1389
Theil H. (1950). A rank-invariant method of linear and polynomial regression analysis, 3; confidence regions for the parameters of polynomial regression equations. Stichting Mathematisch Centrum. Statistische Afdeling, 53: 1-16.
 Wilcox, DL. V. (1948): The Quality of Water Irrigation Use, U. S. Department of Agriculture, Bull. 962. Washington D.C., 40 p.
 
هیدروژئولوژی
دوره 7، شماره 2
ناشر
اسفند 1401
صفحه 91-108

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار