ارزیابی زمانی-مکانی کیفیت منابع آب زیرزمینی شهرستان زاهدان به‌منظور مصارف شرب و کشاورزی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد/علوم و مهندسی محیط زیست، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 استادیار/ گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 استادیار/ گروه محیط زیست و شیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

افزایش جمعیت شهرستان زاهدان، عدم سیستم مناسب برای جمع‌آوری فاضلاب، برداشت بی‌رویه از منابع آب ‌زیرزمینی و خشکسالی‌های متوالی باعث آلودگی و کاهش سطح آب‌های زیرزمینی در این شهرستان شده است. لذا، مطالعه حاضر با هدف پایش زمانی-مکانی کیفیت آب‌های زیرزمینـی شهرستان زاهدان، در بازه‌های ‌زمانی 1392-1389 و 1396-1393 انجام شد. برای بررسی روند تغییرات زمانی پارامترهای کیفی آب، از آمار سالانه 90 حلقه چاه و قنات و برای محاسبه کاربری‌های شرب و کشاورزی به‌ترتیب شاخص‌های کیفیت آب (WQI) و ویلکاکس استفاده شد. طبق نتایج، کم‌ترین و بیش‌ترین میزان WQI در بازه زمانی سال‌های 1396-1389 به‌ترتیب 30.1 و 674 به‌دست آمد. تغییرات زمانی WQI طی دوره مورد مطالعه نشان داد که WQI  در بازه زمانی اول و دوم اختلاف قابل‌توجهی ندارد. حدود 73 درصد آب چاه‌های مورد مطالعه از لحاظ WQI در وضعیت خوبی نداشته و غیر‌قابل شرب هستند. بر اساس شاخص ویلکاکس در بازه زمانی اول 87 درصد ایستگاه‌ها، در کلاس‌های 4S2C، 3S3C، 3S4C و 4S4C قرار دارند که برای کشاورزی نامناسب بودند. 12 درصد نیز در کلاس 3S3C قرار گرفتند که با اعمال تمهیدات لازم قابل استفاده برای کشاورزی بودند. در بازه زمانی دوم، 91 درصد ایستگاه‌های نمونه‌برداری شده در طبقه خیلی‌شور و نامناسب برای کشاورزی و بقیه در طبقه 3S3C قرار داشتند. آزمون کولموگروف-اسمیرنوف، نرمال بودن داده‌های مربوط به پارامترهای کیفی آب را تأیید نمود (0.05<p). نتایج آزمون همبستگی پیرسون نشان داد که بین پارامترهای کیفی آب ارتباط معناداری 0.05> pوجود داشت. از آن‌جایی که در مقایسه انواع روش‌های درون‌یابی بر اساس RMSE و ضریب همبستگی برای پارامتر WQI، روش کریجینگ نسبت به سایر روش‌ها از دقت بیش‌تری برخوردار بود، لذا نقشه پهنه‌بندی بر اساس آن ترسیم شد. با توجه به خصوصیات نامناسب آب‌های زیرزمینی منطقه زاهدان برای شرب و کشاورزی، می‌توان با پیدا کردن منابع آب جدید جایگزین مانند انتقال آب دریای عمان به زاهدان، مشکل آب منطقه را سریع‌تر برطرف کرد. از طرفی حفاظت از آبخوان زاهدان منجر به بهبود کیفیت آن در آینده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اسلامی، هادی، المدرسی، سیدعلی، خسروی، رسول، فلاح‌زاده رضاعلی، پیروی رویا، و تقوی، محمود (1396). ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت یزد–اردکان برای اهداف کشاورزی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). سلامت و بهداشت، 8 (5)، 575-586.
انتظاری، علیرضا، اکبری، الهه، و میوانه، فاطمه (1392). بررسی کیفیت آب شرب استحصالی از منابع زیرزمینی بر بیماری‌های انسانی دهه اخیر در دشت مشهد. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 13(31)، 157-172.
بهرامی، فرشته، و دستورانی، مهدی (1398). ارزیابی کیفی آب زیرزمینی دشت سرایان با استفاده از شاخص کیفی WQI . آبیاری و زهکشی ایران، 13(4)، 1064-1074. 
ترابی پوده، حسن، یونسی، حجت‌الله، حقیزاده، علی، و ارشیا، آزاده (1398). ارزیابی تغییرات کیفیت منابع آب زیرزمینی و شاخص IRWQIGC نجف آباد در محدودۀ آبخوان‌های لنجانات-نجفآباد. مهندسی اکوسیستم بیابان، 8(25)، 53-66.
حسینی، هاشم، شاکری، عطا، رضایی، محسن، دشتی برمکی، مجید، و شهرکی، مهدی (1397). کاربرد شاخص کیفیت آب (WQI) و هیدروژئوشیمی در ارزیابی کیفی آب سطحی، مخازن چاه نیمه استان سیستان و بلوچستان. سلامت و محیط زیست، 11(4)، 575-586.
خلیلی، رضا، پروین‌نیا، محمد، و زالی، سید ابوالفضل (1399). ارزیابی کیفیت آب رودخانه گرمارود با استفاده از شاخص آب بنیاد ملی بهداشت (NSFWQI)، شاخص آلودگی رودخانه (RPI) و شاخص کیفیت وزنی حسابی آب (WAWQI). محیط زیست و مهندسی آب، 6(3)، 274-284.
دولتی، جواد، لشکری­پور، غلامرضا، و حافظی مقدس، ناصر (1393). بررسی عوامل مؤثر بر هیدروژئوشیمی آبخوان زاهدان با استفاده از روش‌های تحلیل عاملی، نمایه‌های اشباع و نمودارهای ترکیبی. آب و خاک، 28(4)، 679-694.
سالنامه‌های آماری کشور، (1396-1389). سازمان برنامه و بودجه. مرکز آمار ایران. 
قهرودی تالی، منیژه، و ثروتی، محمدرضا (1384). کاربرد Metadata   (GIS)  در مدیریت یکپارچة نواحی ساحلی. جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، 3(5)، 1-24.
کیا، فرزانه، قربانی، خلیل، و سالاری جزی، میثم (1398). ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از WQI طی دو دهه در آبخوان استان گلستان. تحقیقات آب و خاک ایران، 50(1)، 39-51.doi:10.22059/ijswr.2018.237952.667723
محمدیاری، فاطمه، حقدار، حسین، و بصیری، رضا (1396). پهنهبندی کیفیت آب های زیرزمینی برای شرب با استفاده از روشهای زمین آماری مطالعه موردی مناطق خشک مهران و دهلران. داده­های جغرافیایی (SEPEHR)، 101(26)، 199-208.
میرشکار، مصیب (1392). پهنه‌بندی کیفیت آب زیرزمینی دشت مرودشت با استفاده از GIS. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زابل.
نخعی‌نژاد، سارا، زهتابیان، غلامرضا، ملکیان، آرش، و خسروی، حسن (1396). بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت و کمیت آب‌های زیرزمینی دشت سرایان در خراسان جنوبی. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 24(2)، 268-279. doi:10.22092/ijrdr.2017.111885
یزدان پناهی، علی، احمدالی، خالد، گل افشانی، مهدی، و حیدری علمدارلو، اسماعیل (1397). بررسی اثر کاربری اراضی بر تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت مشهد). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 12(۴۳)، 108-116.
یزدانی، محمدرضا، کوه‌بنانی، حمیدرضا، دشتی امیرآباد، جلال، و عظیمی‌نژاد، مصطفی (1396). ارزیابی شاخص‌های کیفی آب زیرزمینی دشت مشهد با استفاده از تکنیکهای زمین آمار و GIS. دانشکده علوم پزشکی نیشابور، 5(3)، 63-73.
 
Abbasnia, A., Radfard, M., Mahvi, A.H., Nabizadeh, R., Yousefi, M., Soleimani, H., & Alimohammadi, M. (2018). Groundwater quality assessment for irrigation purposes based on irrigation water quality index and its zoning with GIS in the villages of Chabahar, Sistan and Baluchistan, Iran. Data in brief, 19, 623-631. doi:10.1016/j.dib.2018.05.061
Abtahi, M., Golchinpour, N., Yaghmaeian, K., Rafiee, M., Jahangiri-rad, M., Keyani, A., & Saeedi, R. (2015). A modified drinking water quality index (DWQI) for assessing drinking source water quality in rural communities of Khuzestan Province, Iran. Ecological Indicators, 53(1), 283-291. doi:10.1016/j.ecolind.2015.02.009
Bahrami, F., & Dastourani, M. (2019). Quality assessment of groundwater in the plain of Sarayan using water quality index (WQI). Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 13(4), 1064-1074. [In Persian]
Bodrud-Doza, M., Islam, A.R.M.T., Ahmed, F., Das, S., Saha, N., & Rahman, M.S. (2016). Characterization of groundwater quality using water evaluation indices, multivariate statistics and geostatistics in central Bangladesh. Journal of Water Science, 30(1), 19–40. doi:10.1016/j.wsj.2016.05.001
Dowlati, J., Lashkaripour, Gh., & Hafezi Moghadas, N. (2014). Investigating the factors affecting the Zahedan’s aquifer hydrogeochemistry using foctor analysis, saturation indices and composite diagrams’ Methods. Journal of Water and Soil, 28(4), 679-694. [In Persian]
Eslami, H., Almodaresi, S., Khosravi, R., Fallahzadeh, R., Peirovi, R., & Taghavi, M. (2018). Assessment of groundwater quality in Yazd-Ardakan plain for agricultural purposes using geographic information system (GIS). Journal of health, 8(5), 575-586. [In Persian]
Entezari, A., Akbari, E., & Mayvaneh, F. (2014). investigation of drinking water quality obtained from groundwater on human diseases in recent decade in Mashhad plain. Journal of Geographical Sciences, 13(31), 157-172. [In Persian]
Ghahrodi Tali, M., & Servati, M.R. (2005). Application of Metadata (GIS) in integrated coastal zone management. Journal of Geography and Regional Development, 3(5), 1-24. [In Persian]
Gong, G., Mattevada, S., & O’Bryant, S.E. (2014). Comparison of the accuracy of kriging and IDW interpolations in estimating groundwater arsenic concentrations in Texas. Environmental research, 130, 59-69. doi:10.1016/j.envres.2013.12.005
Hosseini, H., Shakeri, A., Rezaei, M., Dashti Barmaki, M., & Shahraki, M. (2019). Application of water quality index (WQI) and hydro-geochemistry for surface water quality assessment, Chahnimeh reservoirs in the Sistan and Baluchestan Province. Iranian Journal of Health & Environment, 11(4), 575-586. [In Persian]
Khalili, R., Parvinnia, M., & Zali, A. (2020). Water quality assessment of Garmarood River using the national sanitation foundation water quality index (NSFWQI), river pollution index (RPI) and weighted arithmetic water quality index (WAWQI). Journal of Environment and Water Engineering, 6(3), 274-284. [In Persian]
Khudair, B.H., Jasim, M.M., & Alsaqqar, A.S. (2018). Artificial neural network model for the prediction of groundwater quality. Civil Engineering Journal, 4(12), 2959-2970. doi:10.28991/cej-03091212
kia, F., Ghorbani, Kh., & Salarijazi, M. (2019). Assessment of spatial and temporal variations of groundwater quality using WQI during two decades in aquifer of Golestan province. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(1), 39-51.  doi:10.22059/ijswr.2018.237952.667723 [In Persian]
Kulinkina, A.V., Plummer, J.D., Chui, K.K.H., Kosinski, K.C., Adomako-Adjei, T., Egorov, A.I., et al. (2017). Physicochemical parameters affecting the perception of borehole water quality in Ghana. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 220(6), 990-7. doi:10.1016/j.ijheh.2017.05.008
Liang, B., Han, G., Liu, M., Yang, K., Li, X., & Liu, J. (2018). Distribution sources and water quality assessment of dissolved heavy metals in the Jiulongjiang River water Southeast China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(2), 2752. doi: 10.3390/ijerph15122752
Lobato, T., Hauser-Davis, R., Oliveira, T., Silveira, A., Silva, H., Tavares, M., et al. (2015). Construction of a novel water quality index and quality indicator for reservoir water quality evaluation: a case study in the Amazon region. Journal of Hydrology, 522, 674-83. doi:10.1016/j.jhydrol.2015.01.021
Mirshekar, M. (2012). Zoning of the underground water quality of Morvdasht plain using GIS. M.Sc. Thesis, University of Zabol, Zabol, Iran. [In Persian]
Mohammadyari, F., Haqdar, H., & Basiri, R. (2016). Zoning the quality of underground water for drinking using geostatistical methods, a case study of the dry areas of Mehran and Dehlran. Geographic Data, 101(26), 199-208. [In Persian]
Nakhaie Nejad, S., Zehtabian, Gh., Malekian, A., & Khosravi, H. (2017). A survey on spatial and temporal variations of groundwater quality and quantity in Sarayan plain in south Khorasan province. Iranian Journal of Range and Desert Research, 24(2), 268-279. doi:10.22092/ijrdr.2017.111885 [In Persian]
Pandey, H.K., Tiwari, V., Kumar, S., Yadav, A., & Srivastava, S.K. (2020). Groundwater quality assessment of Allahabad smart city using GIS and water quality index. Sustainable Water Resources Management, 6(2), 1-14. doi:10.1007/s40899-020-00375-x
Radwan, A., Abdelmoneim, M., Basiony, A., & El-Alfy, M. (2019). Water pollution monitoring in Idku Lake (Egypt) using phytoplankton and NSF-WQI. Egyptian Journal of Aquatic Biology Fisheries, 23(4), 465–481. doi:10.21608/ejabf.2019.57161
Ram, A., Tiwari, S.K., Pandey, H.K., Chaurasia, A.K., Singh, S., & Singh, Y.V. (2021). Groundwater quality assessment using water quality index (WQI) under GIS framework. Applied Water Science, 11(2), 1-20. doi:10.1007/s13201-021-01376-7
Reyes-Toscano, C.A., Alfaro-Cuevas-Villanueva, R., Cortes-Martinez, R., Morton-Bermea, O., Hernandez-Alvarez, E., Buenrostro-Delgado, O., & Ávila-Olivera, J.A. (2020). Hydrogeochemical characteristics and assessment of drinking water quality in the urban area of Zamora, Mexico. Water, 12(2), 556. doi:10.3390/w12020556
Sadat-Noori, S.M., Ebrahimi, K., & Liaghat, A.M. (2014). Groundwater quality assessment using the water quality index and GIS in Saveh-Nobaran aquifer, Iran. Environmental Earth Sciences, 71(9), 3827-3843. doi:10.1007/s12665-013-2770-8
Sargazi, S., Almodaresi, S.A., Ebrahimi, A.A., Dalvand, A., Sargazi, H., & Khatebasreh, M. (2020). Assessment of groundwater quality for industrial purposes using geographical information system (GIS) in Zahedan, Sistan and Baluchestan Province, Iran. Journal of Environmental Health and Sustainable Development, 5(4), 1162-1172. doi:10.18502/jehsd.v5i4.4968
Sarhadi, M., Nohtani, M., & Reiki, M. (2016). Effect of drought on qualitative and quantitative parameters of Zahedan plain Aquifer. Ecopersia, 4(4), 1541-1554. doi:10.18869/modares.ecopersia.4.4.1541
Slama, T., & Sebei, A. (2020). Spatial and temporal analysis of shallow groundwater quality using GIS, Grombalia aquifer, Northern Tunisia. Journal of African Earth Sciences, 170, 103915. doi:10.1016/j.jafrearsci.2020.103915
Statistical yearbooks of Iran, (2010-2017). Program and Budget Organization, Iran Statistics Center: [In Persian]
Torabipoudeh, H., Yonesi, H., Haghizadeh, A., & Arshia, A. (2020). Assessment of groundwater quality changes and evaluation of irwqigc in Lenjanat-Najafabad aquifers area. Desert Ecosystem Engineering Journal, 8 (25), 53-66. [In Persian]
WHO, (2011). Guidelines for Ddrinking Water Quality: training pack. Edition World Health Organization, Geneva, Switzerland.
Yazdanpanahi, A., Ahmadaali, K., Golafshani, M., & Heidaryalamdarloo, E. (2018). Effects of land use on spatial-temporal variation of ground water quality (case study: Mashhad plain). Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 12 (43), 108-116. [In Persian]
Yazdani, M., Koohbanani, H., Dashti Amirabad, J., & Aziminejad, M. (2017). Evaluation of groundwater quality indices of Mashhad plain using geostatistics and GIS techniques. Journal of Neyshabur University of medical science, 5(3), 63-73. [In Persian]