بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت و کمیت آب‌های زیرزمینی دشت سرایان در خراسان جنوبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بیابا‌ن‌زدایی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 استاد، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 دانشیار، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

امروزه به­دلیل کمبود آب در کشور به­خصوص در مناطق بیابانی و نیمه­بیابانی، مدیریت بهینه استفاده از منابع آب زیرزمینی لازم و ضروریست. این مطالعه به بررسی کیفیت و کمیت آب­های زیرزمینی دشت سرایان در شمال غرب استان خراسان جنوبی در دوره آماری 14 ساله (1391-1377) با استفاده از روش­های زمین آماری پرداخته است. تعداد نمونه­های مورد بررسی در این پژوهش شامل 20 حلقه چاه، 6 قنات و سه چشمه است. داده­های مورد نیاز از سازمان تماب تهیه شد و ابتدا به منظور رفع نواقص آماری، روش غیر نموداری رانﺗﺴﺖ در نرم‌افزار SPSS مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از  نرم افزار GS+ روش­های آماری مناسب انتخاب شد که نتایج نشان داد روش کریجینگ برای پهنه بندی عوامل مورد بررسی مناسب بود. نقشه­ تغییرات مکانی برای هر یک از پارامتر­های کیفی آب­زیرزمینی (EC,TDS,SAR) در سه سال (ابتدا، میانه و انتهای دوره آماری 14 ساله) در نرم افزار ARC GIS 10.1 تهیه شد. نتایج تغییرات مکانی TDS و SAR  نشان داد که در قسمت­های میانی و جنوبی حوزه کاهش این دو پارامتر شدیدتر بوده است. همچنین ، بیشترین میزان EC مربوط به قسمت­های شمالی حوضه دشت سرایان بوده است. تغییرات زمانی پارامترهای کیفی نشان‌دهنده روندهای نسبتاً همگونی برای پارامترهای مورد بررسی است بطوری­که که کمترین مقدار پارامترهای کیفی مربوط به میان­دوره مورد مطالعه (سال1385) است. به منظور بررسی تغییرات عمق آب زیرزمینی در سطح دشت، با استفاده از نتایج اندازه­گیری عمق آب در هر یک از چاه­های پیزومتری انتخاب شده، اقدام به تهیه نقشه­های هم عمق آب زیرزمینی در طول دوره آماری گردید. در بررسی روند تغییرات عمق آب در طی دوره آماری 14 ساله، در سال انتهایی دوره (1391)، با کاهش عمق آب روبرو هستیم ولی این کاهش عمق به قسمت­های شمالی تمرکز بیشتری پیدا کرده است. این شرایط گویای عدم مدیریت مناسب در بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی منطقه است. لذا تغییر الگوی کشت و آبیاری به نحوی که بتوان با حداقل آب بیش‌ترین استفاده را از منابع آب موجود نمود، مورد نیاز است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A survey on spatial and temporal variations of groundwater quality and quantity in Sarayan plain in south Khorasan province

نویسندگان [English]

  • Sara Nakhaie Nejad 1
  • Gholamreza zehtabian 2
  • Arash Malekian 3
  • Hassan Khosravi 4
چکیده [English]

Nowadays, due to water scarcity in the country, especially in arid and semi-arid areas, optimal management of groundwater resources is necessary. This study investigates the quality and quantity of underground water of the Sarayan plain in the northwest of South Khorasan Province in a 14-year period (1998-2012) using statistical methods. The number of samples studied included 20 wells, six qanats and three springs. Then, using GS + software, appropriate statistical methods were selected. Results showed that Kriging method was suitable for zoning of the factors. Using interpolation methods, appropriate spatial maps for each of the groundwater quality parameters (EC, TDS, and SAR) were obtained in three years (beginning, middle and end of the fourteen-year period). The results of the spatial variations of the TDS and SAR showed that the reduction of these two parameters was more severe in the middle and southern parts of the study area. To evaluate changes in groundwater depth in the plains, the depth maps of the ground water resources were prepared during the study period by the use of the results of measuring the depth of water in each of the observation wells. Results showed that in 1998, in the eastern and southern plains, the water was at a closer distance to the ground and with the advance toward the West and especially to the north, water was available in deeper parts of the ground. In the study area, the average amount of rainfall is less than the average amount of the whole of Iran and groundwater resources in agricultural water supply plays a fundamental role. Therefore, the sustainability of water resources is affected by sustainable management of underground water resources in the agricultural sector.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water quality
  • Water quantity
  • Changes trend
  • geostatistical methods
  • Sarayan plain
Avesta, Kh., Salajeghe, A., and Arkhy, S., 2012. Spatial variability of nitrate in groundwater by using geostatistical  (Case study: Kordan plain). Journal of Rangeland and Watershed, 65(4): 461-472.

Bucene, L.C. and Zimback, C. R. L., 2003. Comparison of methods of interpolation and spatial analysis of pH data in Botucatu, SP. Brazilian Journal of Irrigation and drainage. 8(1): 21-28.

Fetouani, S., Sbaa, M., Vanclooster, M., and Bendra, B., 2008. Assessing ground water quality in the irrigated plain of Triffa (north-east Morocco). Journal of Agricultural Water Management. 95(2):133- 142.

Ghademazi, J., 2011. Spatial prediction of nitrate concentration in drinking water using pH as auxiliary Co-Kriging variable. Journal of Procedia Environmental Sciences, 3:130-135.

Ghafury, V., Malekpour, N., and Mardany, A., 2011. Assessment of groundwater quality of Darab Plain of Fars province by geostatistics. Journal of Soil and Water Conservation, 1(2):1-10.

Ghahreman, B., Hosseiny, M., and Asgary, H., 2003.The usage of geostatestical in the assessment of groundwater quality monitoring networks. Journal of Amirkabir University, 14(55): 971-981.

Ghamshiyun, M., Malekian, A., Hosseiny, Kh., Gharechelu, S., and Khamushy, M., 2012. A survey on spatial variations of groundwater quality in Semnan plain by using geostatistical method. Journal of Range and Desert Research. 19(3): 535-545.

Hu, K., Huang, Y., Li, H., Li, B., Chen, D., and Edlin White, R., 2005. Spatial variability of shallow groundwater level, electrical conductivity and nitrate concentration, and risk assessment of nitrate contamination in North China Plain. Environment International, 31(6):896-903.

Mandegar,M., 2011. Effects agricultural activities on quantity and quality of groundwater in Najaf-Abad, EsfehanM.Sc. Thesis in Department of Natural Resources of Azad University.

Mohammady, S., 2007. Spatial analysis of groundwater quality and quantity in Keraman. M.Sc. Thesis in Natural Resources of University of Tehran.

Naghiby, M., 2010. Groundwater Quality Zoning in Rafsanjan. M.Sc. Thesis in Natural Resources of University of Tehran.

Nakhaee Nezhad Fard, S., Karimi, K., and Khosravi, H., 2013. Assessment of Climatic Drought and its Economic Effects (Case Study: South Khorasan Province). Journal of Rangeland Science, 4 (1( :62-71.

Orugy, B., Moghadase Sedghiyany, T., Dehghan Tanha, M., and Ghalil poor, H., 2010. Effects of agricultural activities on groundwater quality and quantity in Najaf abad plain in Esfehan.  Iranian Water Conference, Clean Water, Power and Water University of Technology, 1-2 March.

Sadeghy, A., 2013. Assessment and monitoring of land degradation and its impact on groundwater quality and quantity in watershed of Zarubar Lake. M.Sc. Thesis in Natural Resources of University of Tehran.

Soleymani, M., and Buzargmehry, Kh., 2012. The role of water resources management in development of under cultivation area (Case study: Sarayan city). National Conference on Agriculture, the national production with a focus on land use planning, Qom. 27-28 February.

Yukun Hu, Juana Paul Moiwo, Yonghui Yang, Shumin Han, YanminYang,(2010), Agricultural water-saving and sustainable groundwater management in Shijiazhuang Irrigation District, North China Plain, Journal of Hydrology, 393(4):219-232.

Zehtabian, Gh., Azare, A., Nazari samani, A., and Khosravi, H., 2013. Effect of Water and Agriculture Criteria on Desertification (Case study: Garmsar plain). International Journal of Agronomy and Plant Production, 4(7): 1721-1730.