Irrigation and Water Engineering

Irrigation and Water Engineering

Investigating spatial and temporal changes in groundwater quality for drinking, agricultural and industrial uses (Case study: Kerman Plain)

Document Type : Original Article

Authors
Bahareh Mirkamandar 1
Mohammad Bagher Rahnama 2
Mohammad Zounemat-Kermani 3
1 1Specialist, Water Resources Studies Office, Kerman Regional Water Company, Kerman, Iran
2 2Associate Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Department of Civil Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
10.22125/iwe.2026.563036.1913
Abstract
Reduced rainfall, drought, and lack of surface water resources in desert areas have led to excessive extraction of aquifers and threatened groundwater quality. The Kerman study area, one of these areas, is facing a decline in water quality due to population growth, urbanization, and industry. This research evaluates and zones the groundwater quality of the plain using kriging in GIS and Hydrochemical analysis (Piper, Schoeller, and Wilcox diagrams) over a 22-year period (2002-2024). Data for 10 parameters (Ca, Mg, pH, TDS, Th, EC, SO₄, Cl, Na, SAR) were analyzed at 27 sampling points. The results showed that the dominant groundwater type was sodium bicarbonate and there was no significant change during the study period. In terms of quality, the eastern, southeastern and southern regions (Mahan and Joupar) have good to acceptable quality for drinking and agriculture. In contrast, the northwestern areas (Ekhtiar-Abad and Naghshineh) have unsuitable drinking water and a large part of the north and west of the plain is unsuitable to temporarily drinkable. For industrial uses, the water of the eastern, southern and western areas is suitable for industrial processes of the first and second groups (sensitive industries), while the northern and northwestern areas with the maximum chlorine concentration are suitable for industries of the third and fourth groups (relatively sensitive industries). For sustainable management, it is recommended that: transferring water from high-quality areas, improving the quality of polluted sources, cultivating salt-tolerant plants in the north, and eliminating unauthorized wells be on the agenda.
Keywords
Quality
Groundwater
Schoeller
Wilcox
Zoning
Subjects
آقاملایی، ایمان. لشکری پور، غلامرضا. غفوری، محمد و امینی زاده، محمدرضا. بررسی خصوصیات حوزه رسوبی دشت کرمان از دیدگاه زمین شناسی مهندسی. نشریه زمین شناسی ژئوتکنیک(زمین‌شناسی کاربردی)، 1393، دوره 10، شماره 3، 1393، ص 180-169. SID. https://sid.ir/paper/517506/fa
امینی‌زاده بزنجانی، محمدرضا. لشکری‌پور، غلامرضا. غفوری، محمد. حافظی مقدس، ناصر. بررسی وضعیت سنگ کف دشت کرمان با توجه به مدل حوضه رسوبی. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال دوم، شماره 7، 1391، ص 82-70.
حسنی پاک، ع. ا .1377. زمین آمار. انتشارات دانشگاه تهران.
دولت کردستانی، م. نوحه گر، ا. و جانی‌زاده. س. 1398. پهنه‌بندی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از روش WQI و روش‌های زمین آمار (مطالعه موردی: حوزە آبخیز سیلوه). مهندسی اکوسیستم بیابان، دوره 8، شماره 24، 95-108.
دهشیبی، ر. شیرزادی، ف. و خاشعی سیوکی، ع. 1401. بررسی کیفیت آب های زیرزمینی جهت مصارف مختلف مطالعه موردی شهرستان سیرجان واقع در استان کرمان. آبخوان و قنات, 2(1), 81-91. Doi: 10.22077/jaaq.2022.1866
راهنمای طبقه‌بندی کیفیت آب خام، پساب‌ها و آب‌های برگشتی برای مصارف صنعتی و تفرجی، وزارت نیرو، دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، نشریه 462.
سالاری، م. 1402.  بررسی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از شاخص‌های کیفیت آب جهت مصارف شرب، کشاورزی و صنعت (مطالعه موردی: دشت شیراز)، مطالعات علوم محیط زیست، دوره 8، شماره 4، ص 7586-7574.
فرهنگ جغرافیایی آبادی‌های کشور – استان کرمان. 1382. انتشارات سازمان جغرافیایی وزارت دفاع و پشتبانى نیروهاى مسلح، چاپ 11، ص 34.
قره محمودلو، م. حشمت‌پور، ع. جندقی، ن. زارع، ع. و مهرابی، ح. 1398. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت سیدان-فاروق برای هدف های آبیاری و شرب. فصلنامه علوم محیطی، دوره 17، شماره 3. ص 106-89.
Doi: 10.29252/envs.17.3.89
میرکماندار، ب. رهنما، م. ب. و ذونعمت کرمانی، م. 1401. ارزیابی کمی و کیفی و شناسایی آلاینده‌های آبخوان دشت کرمان. شانزدهمین همایش ملی آبیاری و کاهش تبخیر، دانشگاه شهید باهنر کرمان.
میرکماندار، ب. رهنما، م.ب. و ذونعمت کرمانی، م. 1403. بررسی اثر اجرای شبکه فاضلاب شهری بر دینامیک جریان آب زیرزمینی (مطالعه موردی: شهر کرمان). نشریه علمی پژوهش‌های مهندسی آب ایران. دوره 3، شماره 2. ص 98-77.10.22034/ijwer.2025.535809.1100
 
Azareh, A., Zehtabian, G., Nazari Samani, A., Khosravi, H. 2015. Desertification monitoring in Garmsar plain with emphasis on water and agriculture criteria. Journal of Range and Watershed Management, 68(3), 427-439.
Esfandiari, M., Hakimzadek Ardakani, M. 2010. Assessing the actual status of desertification, with an emphasis on soil resource degradation based on the IMDPA model (case study: Abadeh Tashk- Fars). Journal of rangeland and desert research Iran, (4) 624-631.
Hosseini-Vardanjani, S. M., Khoshravesh, M, Taheri Sudejani, H., Ghahreman Shahraki, M., and Pourgholam-Amiji, M. 2023. Qualitative Assessment of Groundwater for Drinking Purposes Based on Water Quality Indicators, Irrigation and Water Engineering, 14, 2, 164-180. Doi: 10.22125/iwe.2023.387366.1710.
Isaaks, E.H., and R.M. Srivastava. 1989. An introduction to applied geostatistics. Oxford University Press, New York, 561 p.
Mirkamandar, B., Rahnama, M. B. and Zounemat-Kermani, M. 2025. Groundwater Depletion in an Arid Aquifer: Insights from Long-Term MODFLOW Modeling of the Kerman Plain. Water Harvesting Research, 8(2), 207-227. Doi: 10.22077/jwhr.2025.9858.1184.
Piper, A. M. 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analysis. Trans. American Geophysical Union 25 (6), 914-928.
Piri, H., Ansari, H. and Bameri, A. 2014. Spatial Variation of Groundwater Quality for Drinking and Agricultural Plains Bajestan Using Geostatistical Methods. Irrigation Sciences and Engineering, 37(3), 107-122.
Rezvani Ghalhari M, Ajami B, Ghordouei Milan E, Khalooei M, Mahvi A. H. 2022. Evaluation of groundwater quality for drinking purposes in Kashan using water quality indicators. Iranian Journal of Health and Environment. 14(4):615-28.
Schoeller, H. 1995. Terres et eaux (Paris- Algiers), Unesco Series, Paris pp: 4-11.
Sistani, S., Zare Mehrjerdi, M. R., Sayari, N. and Amirtaimoori, S. 2022. Determining the Optimal Cropping Pattern with Footprint and Quality Water Approach (Case Study: Bardsir City). Irrigation and Water Engineering, 13(1), 403-420. Doi: 10.22125/iwe.2022.158535.
Wilcox, L.V. 1955. Classification and Use of Irrigation Waters. US Department of Agriculture. Cire. 969, W D.C. USA. 19 p.