بررسی اثر پارامترهای کیفی و کمی بر آب زیرزمینی حوزه آبخیز ارنان- دهج

نویسندگان
سید مسعود سلیمان‌پور 1
مریم نعیمی 2
سکینه لطفی نسب 2
سمیرا زندی فر 2
امید رحمتی 3
محبوبه معتمدنیا 4
1 دانشیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج
2 استادیار بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.
3 استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و
4 نویسنده‌ی مسئول و کارشناس آبخیزداری اداره منابع طبیعی و آبخیزداری شهرستان بهاباد، یزد، ایران.
10.22034/wmji.2024.2036550.1079
چکیده
افت سطح آب زیرزمینی همراه با کاهش کیفیت آن مخاطرات زیست‌محیطی متعددی را ایجاد می‌کند. با توجه به این‌که کیفیت آب زیرزمینی تحت تأثیر کمیت آن قرار می‌گیرد، تغییرات پارامترهای کیفی آب با توجه به سطح تراز سفره‌ی زیرزمینی در محدوده‌های مطالعاتی امری ضروری است. بر اساس همین ضرورت مطالعه حاضر با هدف پایش تغییرات کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی در حوزه آبخیز ارنان- دهج انجام شده است. برای انجام پژوهش حاضر نخست حوزه آبخیز ارنان-دهج در محدوده شمالی استان‌های کرمان و یزد انتخاب شد. برای بررسی ارتباط بین پارامترهای کیفی ازجمله شوری، نسبت جذب سدیم (SAR)، کل مواد جامد محلول (TDS) و پارامترهای کمی آب زیرزمینی با مراجعه به سازمان تحقیقات منابع آب ایران (تماب) و سازمان آب منطقه‌ای استان‌های کرمان و یزد، داده‌های منابع آب زیرزمینی برای چاه‌های عمیق، چشمه و قنات طی دوره 10 ساله (1397-1387) دریافت شد. سپس رابطه میان این پارامترها، ضریب همبستگی در نرم‌افزار SPSS میان مقادیر تغییرات پارامترهای مذکور محاسبه‌ شد. رابطه میان تغییرات شوری و افت سطح تراز آب زیرزمینی نشان داد که در منطقه طی سال‌های موردمطالعه در ابتدای دوره تا سال 96-1395 درمجموع به میزان 29/39 میکروزیمنس بر سانتی‌متر از شوری آبخوان کاسته شده و پس از آن، به میزان شوری آب افزوده شده است. کاهش میزان شوری توأم با کاهش 1/81 متری سطح تراز آب زیرزمینی طی دوره آماری بوده است. رابطه بین تغییرات SAR و افت سطح تراز آب زیرزمینی تاییدی بر تغییرات کاهشی SAR طی دوره آماری است. هم‌چنین شیب تغییرات SAR در این محدوده منفی بود. به‌عبارت‌دیگر، کاهش SAR هم‌جهت با کاهش سطح سفره است. درنهایت مطابق رابطه میان تغییرات TDS و افت سطح تراز آب زیرزمینی مشخص گردید که مجموع تغییرات TDS طی دوره آماری موردمطالعه افزایشی بوده است که در جهت عکس تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی می‌باشد. بررسی روند به ترتیب تغییرات شوری، SAR و TDS با سطح تراز آب زیرزمینی در این محدوده برابر با 0/43-، 0/24- و 0/43- می‌باشد. نتایج این روند نشان‌دهنده آن است که با کاهش سطح آب زیرزمینی به­ترتیب میزان شوری، SAR و کل جامدات محلول افزایش‌یافته است.
کلیدواژه‌ها
آبخوان
روند
سطح تراز
فرونشست
هدایت الکتریکی

عنوان مقاله English

Investigating the effect of qualitative and quantitative parameters on ground water in Arnan-Dehj watershed

نویسندگان English

Seyed Masoud Soleimanpour 1
M. Naeimi 2
S. Lotfinasab 2
S. Zandifar 2
O. Rahmati 3
معتمدنیا motamednia 4
1 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran
2 Assistant Professor, Desert Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sanandaj, Iran.
4 Ph.D., Natural Resources and Watershed Management Department, Bafgh County, Yazd Province, Iran.
چکیده English

The falling groundwater level and deteriorating quality pose significant environmental risks. Since groundwater quality is influenced by its quantity, adjusting water quality parameters is essential based on groundwater table depth. This study aims to monitor the quantitative and qualitative changes of groundwater sources in the Arnan-Dehj watershed. The Arnan-Dehj watershed, located on the northern border of Kerman and Yazd provinces, was selected for this study. Data on groundwater from deep wells, fountains, and aqueducts over a 10-year period (2008-2018) were obtained from the Iran Water Resources Research Organization (Tamab) and the Regional Water Organization of Kerman and Yazd provinces. Correlation coefficients between qualitative parameters (salinity, sodium absorption ratio (SAR), total dissolved solids (TDS)) and quantitative parameters of groundwater were calculated using SPSS software. The study found that salinity in the aquifer water decreased by 29.39 µS/cm from the start of the period until 2016-2017, after which salinity increased. A decrease in groundwater salinity corresponded with a 1.81 m drop in the water table level. The SAR showed a decreasing trend, indicating that lower SAR values correlated with declining water levels. Conversely, TDS values increased over the period, inversely related to the water table changes. The correlation coefficients for salinity, SAR, and TDS with groundwater levels were -0.43, -0.24, and -0.43, respectively, indicating that as groundwater levels dropped, salinity, SAR, and TDS values increased.

کلیدواژه‌ها English

Aquifer
Electrical conductivity
Level surface
Subsidence
Trend
  1. Ali, S., Mohammadi, A. A., Ali, H., Alinejad, N., and Maroosi, M. 2022. Qualitative assessment of ground water using the water quality index from a part of Western Uttar Pradesh, North India. Desalin. Water Treat, 252, 332-338.
  2. Bahari Meimandi, J., Bazrafshan, O., Esmaelpour, Y., Shekari, M., and Zamani, H. 2023. Study the effect of natural and anthropogenic factors on the ground water falling in The Minab Plain. Desert Management, 11(1), 1-18.
  3. Chaudhari, M. P., George, A., Sanyal, M., and Shrivastav, P. S. 2024. Hydrochemistry and groundwater quality assessment of Gujarat, India: A Compendious Review. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 103635.‏
  4. Eskandari Damaneh, H., Zehtabian, G., Khosravi, H., Azarnivand, H., Barati, A. 2022. The future of temporal and spatial variations in the quantitative and qualitative parameters of groundwater in arid regions: A Case study of Minab Plain. Environmental Erosion Research Journal, 12 (3), 78-99. (In Persian)
  5. Evans, S. W., Jones, N. L., Williams, G. P., Ames, D. P., and Nelson, E. J. 2020. Groundwater level mapping tool: An open source web application for assessing groundwater sustainability. Environmental Modelling & Software, 131, 104782.
  6. Javadi, S., Zehtabian, G. R., Jafary, M., Khosravi, H., and Abolhasani, A. 2020. Quantitative and qualitative analysis of groundwater affected by land use change. Desert, 25(1), 65-75.
  7. Hikouei, I. S., Eshleman, K. N., Saharjo, B. H., Graham, L. L., Applegate, G., and Cochrane, M. A. 2023. Using machine learning algorithms to predict groundwater levels in Indonesian tropical peatlands. Science of the Total Environment, 857, 159701.
  8. Kamra, S. K., Lal, K., Singh, O. P., and Boonstra, J. 2002. Effect of pumping on temporal changes in groundwater quality. Agricultural water management, 56(2), 169-178.‏
  9. Khan, M. S. H., Haque, M. E., Ahmed, M., Mallick, J., Islam, A. R. M. T., and Fattah, M. A. 2024. Quantitative analysis and modeling of groundwater flow using visual MODFLOW: a case from subtropical coal mine, northwest Bangladesh. Environment, Development and Sustainability, 26(5), 12971-12993.
  10. Memon, Y. I., Qureshi, S. S., Kandhar, I. A., Qureshi, N. A., Saeed, S., Mubarak, N. M., Ullah Khan, Sh., and Saleh, T. A. 2023. Statistical analysis and physicochemical characteristics of groundwater‎ quality parameters: a case study. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103(10), 2270-2291.
  11. Meng, F., Ronda, R., Strokal, M., Kroeze, C., Ma, L., Krol, M., de Graaf, I., Zhao, Y., Wang, Y., Du, X., Liu, X., Xu, W., Zhang, F., and Wang, M. 2024. Setting goals for agricultural nitrogen emission reduction to ensure safe air and groundwater quality: A case study of Quzhou, the North China Plain. Journal of Environmental Management, 351, 119737.‏
  12. Mohamadi, A., Karimi, H., and Hidarizadi, Z. 2017. Investigating the effects of groundwater quality on the desertification in Mehran Plain. Iranian Water Researches Journal, 11(2), 21-32. (In Persian)
  13. Najafpour, N., Torabi Poode, H., and Yoonesi, H. 2020. Evaluation of groundwater quantity and quality on aquifer pollutant (Case study: Lenjanat Plain, Isfahan). Environmental Researches, 11(21), 233-248. (In Persian)
  14. Panahi, M., Misaqi, F., and Ghanbari, F. (2017. Determining of trend variation in quality parameters of Shabestar plain underground water. Environmental Sciences, 15(3), 19-38. (In Persian)
  15. Pham, Q. B., Kumar, M., Di Nunno, F., Elbeltagi, A., Granata, F., Islam, A. R. M. T., Talukdar, S., Cuong Nguyen, X., Ahmed, A.N., and Anh, D. T. 2022. Groundwater level prediction using machine learning algorithms in a drought-prone area. Neural Computing and Applications, 34(13), 10751-10773.
  16. Pooramini, T., Fotouhi Firoozabad, F., Barkhordari, J. (2024. Analysis of temporal trend of changes of groundwater quality parameters (Case study: aquifer of Fathabad). Environmental Erosion Research Journal, 14 (1), 60-78. (In Persian)
  17. Qureshi, A. S., McCornick, P. G., Qadir, M., and Aslam, Z. 2008. Managing salinity and waterlogging in the Indus Basin of Pakistan. Agricultural water management, 95(1), 1-10.
  18. Rahmawati, N., Rahayu, K., Arisanty, D., Adji, T. N., and Di Salvo, C. 2024. Variation of groundwater level due to land use, precipitation, and earthquake in Yogyakarta city from 2005 to 2020. Groundwater for Sustainable Development, 101195.
  19. Shadjoo, M. A., Sarai Tabrizi, M., and Babazadeh, H. 2023. Monitoring trend of changes in some qualitative parameters of Jiroft plain groundwater resources. Water and Soil Science, 33(2), 119-135. (In Persian)
  20. Torabipoudeh, H., Yonesi, H., Haghizadeh, A., and Arshia, A. 2022. Assessment of groundwater quality changes and evaluation of IRWQIGC in Lenjanat-Najafabad aquifers area. Desert Ecosystem Engineering, 8(25), 53-66.‏ (In Persian)
  21. Wang, W., Chen, Y., Wang, W., Zhu, C., Chen, Y., Liu, X., and Zhang, T. 2023. Water quality and interaction between groundwater and surface water impacted by agricultural activities in an oasis-desert region. Journal of Hydrology, 617, 128937.
  22. Yeh, H. F., Lee, C. H., Hsu, K. C., and Chang, P. H. 2009. GIS for the assessment of the groundwater recharge potential zone. Environmental geology, 58, 185-195.