استفاده ترکیبی از پارامترهای کیفی در آبخوان و آبریز دشت موسیان به منظور تشخیص تأثیرپذیری کیفی آبخوان از جریان‌های سطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 کارشناسی ارشد مهندسی. عمران-مهندسی محیط زیست، دانشگاه صنعتی نوشروانی بابل

چکیده

تعیین شرایط کیفی بلندمدت منابع آبی مختلف به‌خصوص در مناطق دارای اقلیم خشک، بسیار اهمیت دارد. با تعیین روند تغییرات کیفیت منابع آبی، بررسی پایداری کیفی منابع امکان‌پذیر شده و این نتیجه در برنامه­ریزی­های بلند­مدت استفاده می‌گردد. ایران از جمله مناطق خشک و نیمه‌خشک به شمار می­رود. ازاین‌رو در این مقاله پارامترهای کیفی منابع آبی سطحی و زیرزمینی دشت­ حاصلخیز موسیان در ایران مورد مطالعه قرار گرفت و برای نخستین مرتبه از طریق بررسی روند تغییرات پارامترهای کیفی منابع آبی سطحی و زیرزمینی، راهکاری برای تعیین احتمال ارتباط منابع آب سطحی و زیرزمینی بیان و از مدل‌سازی به روش المان محدود، برای تأیید نتیجه حاصل استفاده شد. برای این منظور داده­های آبریز و آبخوان طی دوره 10 ساله جمع­آوری گردید. در بررسی­های آماری صورت گرفته در توزیعتی-استودنت (t-student) در سطح احتمالی اطمینان 95%، بیشترین مقدار پارامتر­های سختی، TDS، EC، Ca، NO3، HCO3، SO4، CL، Mg و Na در آب سطحی (رودخانه آبدانان) به ترتیب 5/70، 5/124، 201، 1/91، 5/7، 3/82، 2/15، 7/11، 8/3 و 14.9 میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد که بر اساس استاندارد 1053 ایران، آب­ رودخانه قابل شرب است. بر اساس بررسی آماری کیفیت منابع آب زیرزمینی نیز مناسب بود. همچنین در این مطالعه بر اساس داده­های جمع‌آوری‌شده بلندمدت و آزمون من-­کندال (Mann-kendall)، روند تغییر کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی منطقه مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج به‌دست‌آمده، روند کاهش کیفیت برای آب­های سطحی در تمامی پارامتر­های مورد بررسی (به ‌غیراز سولفات و Mg) در سطح خطای 5% تایید گردید و در آب­های زیرزمینی نیز کاهش کیفیت TDS در سطح خطای 5% گزارش شد. این نتایج هشداری برای برنامه­ریزی بلندمدت برای منابع آبی است. در نهایت با توجه به تشابه تقریبی نتایج آبخوان و آبریز دشت فرضیه ارتباط این منابع مطرح گردید که با مدل‌سازی به روش المان محدود مشخص شد که آبخوان دشت تا ارتفاع 70 متر از رودخانه آبدانان تأثیر می­پذیرد. بر اساس نتایج، با انجام مطالعاتی مشابه در مناطق دیگر و مشاهده یکسانی روند تغییرات پارامترهای کیفی منابع آب سطحی و زیرزمینی و تأیید ارتباط هیدرولیکی این دو منبع، می‌توان با دقت بسیار بالا، تعیین روند تغییرات پارامترهای کیفی یک منبع را بر اساس منبع دیگر پیش‌بینی نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Combination using of qualitative parameters in aquifer and watershed of Mosian plain in order to determine the aquifer qualitative impacts on surface flow

نویسندگان [English]

  • Farhah Qaderi 1
  • Ehsan Babanejad 2
  • Seyyad. Saber. Hosseini Karimi 2
2 MSc graduated of Civil and Environmental Engineering, Department of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology-Iran
چکیده [English]

Determining the long-term qualitative conditions for water resources is very important in areas facing water shortage. By determining the quality of water resources, it is possible to examine the sustainability of resources and its importance in long-term planning. Iran is also considered to have a shortage of water due to its geographical location, including arid and semi-arid regions. Therefore, in this paper, determination of the quality of water resources of fertile plains around Musan village in Iran was studied. For this purpose, the data of watershed and aquifer were collected during 10 years period and the outlying data was removed using the box diagram. Statistical analysis carried out in Student's t-distributionat confidence level of 95% showed that the maximum amount of hardness, TDS, EC, Ca, NO3, HCO3, SO4, CL, Mg and Na in the Telezi River are 70.5, 124.5, 201, 91.1, 7.5, 82.3, 15.2, 11.7, 3.8 and 14.9 mg/liter, respectively. According to WHO and the drinking water standards of Iran (No.1053), it can be used for drinking. This analysis also demonstrated the appropriate quality of groundwater resources. Based on the long-term collected data, changes in quality trend of the catchment and aquifer were investigated, which based on the Mann-kendall test, the decline trend in quality for all parameters of the catchment (except SO4and Mg) was obvious at 5% significance level, while in the aquifer, just reduction in the TDS quality of the groundwater resources was observed. According to the similar results between the catchment and aquifer, the hypothesis based on the relationship between these resources was raised which investigated by the finite element method. It was found that the aquifer of the plain has been influenced up to the high of 70 meters from the watershed

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater resources
  • quality conditions
  • Drinking Water

 

American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, 2014. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed, Standard Methods.

Backman, B., Bodis, D., Lahermo, P., Rapant, S., Tarvainen, T., 1998. Application of a groundwater contamination index in Finland and Slovakia. Environ. Geol. 36, 55–64. doi:10.1007/s002540050320

Carrera-Villacrés, D., Guevara-García, P., Hidalgo-Hidalgo, A., Teresa-Vivero, M., Maya-Carrillo, M., 2015. Removal of Physical Information Chemistry of Spa that is Utilizing Geothermal Water in Ecuador. Procedia Earth Planet. Sci. 15, 367–373. doi:10.1016/j.proeps.2015.08.090

Di Guardo, A., Finizio, A., 2016. A moni-modelling approach to manage groundwater risk to pesticide leaching at regional scale. Sci. Total Environ. 545–546, 200–209. doi:10.1016/j.scitotenv.2015.12.056

Erdlenbruch, K., Tidball, M., Zaccour, G., 2014. Quantity-quality management of a groundwater resource by a water agency. Environ. Sci. Policy 44, 201–214. doi:10.1016/j.envsci.2014.08.002

Goenster, S., Wiehle, M., Gebauer, J., Mohamed Ali, A., Stern, R.D., Buerkert, A., 2015. Daily rainfall data to identify trends in rainfall amount and rainfall-induced agricultural events in the Nuba Mountains of Sudan. J. Arid Environ. 122, 16–26. doi:10.1016/j.jaridenv.2015.06.003

Kinzelbach, W., 1986. Groundwater Modelling An Introduction with Sample Programs in BASIC. ELSEVIER.

Krishnaraj, S., Murugesan, V., K, V., Sabarathinam, C., Paluchamy, A., Ramachandran, M., 2012. Use of Hydrochemistry and Stable Isotopes as Tools for Groundwater Evolution and Contamination Investigations. J. Geo-sciences 1, 16–25. doi:10.5923/j.geo.20110101.02

Kuraa, N.U., Ramlia, M.F., Sulaiman, W.N.A., Ibrahim, S., Aris, A.Z., Narany, T.S., 2015. Spatiotemporal variations in groundwater chemistry of a small tropical island using graphical and geochemical models, in: International Conference on Environmental Forensics 2015. pp. 358–363.

Mahajan, D.R., Dodamani, B.M., 2015. Trend Analysis of Drought Events Over Upper Krishna Basin in Maharashtra. Aquat. Procedia. doi:10.1016/j.aqpro.2015.02.163

Rajendran, S.S.K.A.S., 2011. Hydrochemical profile for assessing the groundwater quality of Paravanar River Sub-Basin, Cuddalore district, Tamil Nadu, India. Curr. World Environ. 6, 45–52.

Sadashivaiah, C., Ramakrishnaiah, C.R., Ranganna, G., 2008. Hydrochemical analysis and evaluation of groundwater quality in Tumkur Taluk, Karnataka State, India. Int. J. Environ. Res. Public Health 5, 158–164. doi:10.3390/ijerph2008050022

Sophocleous, M., 2002. Interactions between groundwater and surface water: The state of the science. Hydrogeol. J. 10, 52–67. doi:10.1007/s10040-001-0170-8

Talabi, A.O., Afolagboye, O.L., Tijani, M.N., Aladejana, J.A., Ogundana, A.K., 2013. Hydrogeochemical Assessment of Surface Water in the Central Part of Ekiti-State , Southwestern Nigeria 1, 56–65. doi:10.12691/ajwr-1-4-1

Tong, S.T.Y., Chen, W., 2002. Modeling the relationship between land use and surface water quality. J. Environ. Manage. 66, 377–393. doi:10.1006/jema.2002.0593

Wong, H., Hu, B.Q., 2013. Application of interval clustering approach to water quality evaluation. J. Hydrol. 491, 55–64.

Xin, X., Li, K., Finlayson, B., Yin, W., 2015. Evaluation, prediction, and protection of water quality in Danjiangkou Reservoir, China. Water Sci. Eng. 8, 30–39. doi:10.1016/j.wse.2014.11.001

Xin, X.K., Li, K.F., Finlayson, B., Yin, W., 2015. Evaluation, prediction, and protection of water quality in Danjiangkou Reservoir, China. Water Sci. Eng. 8, 30–39. doi:10.1016/j.wse.2014.11.001

Xu, Z.X., Takeuchi, K., Ishidaira, H., 2003. Monotonic trend and step changes in Japanese precipitation. J. Hydrol. 279, 144–150. doi:10.1016/S0022-1694(03)00178-1

Zhai, X., Xia, J., Zhang, Y., 2014. Water quality variation in the highly disturbed Huai River Basin, China from 1994 to 2005 by multi-statistical analyses. Sci. Total Environ. 496, 594–606. doi:10.1016/j.scitotenv.2014.06.101

Zhao, Y., Zou, X., Gao, J., Xu, X., Wang, C., Tang, D., Wang, T., Wu, X., 2015. Quantifying the anthropogenic and climatic contributions to changes in water discharge and sediment load into the sea: A case study of the Yangtze River, China. Sci. Total Environ. 536, 803–812. doi:10.1016/j.scitotenv.2015.07.119