| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,080 |
| تعداد مقالات | 34,362 |
| تعداد مشاهده مقاله | 47,770,545 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 78,806,105 |
بررسی تأثیرات خشکسالی بر کیفیت منابع آب سطحی پُل دختر | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقاله 9، دوره 37، شماره 4 - شماره پیاپی 145، دی 1403، صفحه 135-155 اصل مقاله (2.53 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2024.364593.1567 | ||
| نویسندگان | ||
| مسعود گودرزی* 1؛ رحیم کاظمی2 | ||
| 1دانشیار پژوهشکدة حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 2استادیار پژوهشکدة حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف درک کیفیت، کمیت و شیوة عرضه آب یک گام ضروری در بهینه‌سازی مصرف آن است. در سال‌های گذشته، ایران از خشک‌سالی‌های طولانی‌مدت آسیب‌دیده است و سالانه خسارت‌های قابل‌توجهی به نقاط گوناگون کشور واردشده است. خشک‌سالی‌های شدید در مناطق خشک و نیمه‌خشک ناشی از دخالت‌های نامناسب انسانی است که باعث کاهش کمیت و کیفیت منابع آب سطحی در این مناطق شده است. به‌طور کلی اندازة بارش، دوره و شدت خشکسالی، وضعیت آب و هوایی، فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی از جمله عامل‌هایی هستند که تأثیر قابل توجهی بر کیفیت آب‌های سطحی دارند. به این منظور، پژوهشگران از نمایه‌های گوناگونی برای نظارت بر خشکسالی و تأثیر آن بر کیفیت آب استفاده کرده‌اند. ازاین‌رو، استفاده از روش‌های مناسب برای بررسی اثرات پدیده‌هایی مانند خشکسالی بر کیفیت آب‌های سطحی نیز لازم است. این یک ابزار برای منابع آب در شرایط حیاتی است. هدف اصلی این پژوهش شناسایی دوره‌های مرطوب و خشک و خشک‌سالی‌های رخ‌داده با استفاده از شاخص SPI بود. سپس، تأثیرپذیری سنجه‌های کیفیت شیمیایی آب‌های سطحی در آبخیز کشکان در دوره‌های خشکسالی و تغییرات آنها در یک دورة 35 ساله بررسی شد. در این راستا، فراوانی رخداد و شدت خشکسالی آب‌شناختی، اندازه و دامنة تغییرات آب‌دهی متأثر از خشکسالی ها در آبخیز مطالعه‌شده تعیین شد. مواد و روش‌ها منطقة مطالعه‌شده بخشی از آبخیز کشکان با مساحت 9560 کیلومترمربع بود که حدود 22% سطح آبخیز کرخه بزرگ را در بر می‌گیرد و در فاصله 950 کیلومتری جنوب‌غرب تهران در بخش زاگرس مرکزی است. در این پژوهش سنجه‌های شیمیایی آب‌های سطحی اندازه‌گیری شد. سپس، دوره‌های رخداد خشکسالی هواشناسی، رابطه‌های میان این رخ‌دادها و کیفیت آب‌های سطحی در استان لرستان تعیین شد. به این منظور کیفیت شیمیایی رود‌ها در یک دورة 35 ساله با داده‌های کیفیت موجود در ایستگاه‌های آب‌سنجی شامل آنیون‌ها (Cl-، SO42-، HCO3-) و کاتیون‌ها (Na+، Mg2+، Ca2+، K+) و متغیرهای دیگر شامل SAR، pH، TH، TDS و EC در دورة آماری مشترک (2016-1981) تجزیه و تحلیل شد. اگرچه امروزه برای تهیه داده‌های کیفیت آب چالش‌های زیادی وجود دارد، اما، خوشبختانه در این پژوهش طول دوره، تعداد نمونه‌برداری‌ها و همگنی داده‌ها و طول دوره مشترک، مناسب بود و با توجه به این‌که دوره مطالعه‌شده، شامل دوره‌های عادی، دوره‌های خشک و دوره‌های تر بود، کیفیت پژوهش نیز مناسب بود. همچنین، باید توجه داشت که شرکت توسعه منابع آب، به دلایل گوناگون صحت‌سنجی، همیشه چند سالی دیرتر داده‌ها را منتشر می‌کند. ازاین‌رو، امکان بررسی دورة آماری طولانی‌تر فراهم نشد. از سوی دیگر، گسترده‌ترین خشک‌سالی‌های منطقه، در این بازه زمانی رخ‌داده است. نتایج و بحث اگرچه سازندهای دولومیتی، آهکی و مارنی در کاهش کیفیت رواناب‌های سطحی عبوری از آنها نقش دارند، اما بر پایة نتایج این پژوهش، رخداد خشک‌سالی‌های گسترده و پرشمار نیز موجب افزایش غلظت املاح در واحد حجم شده است به‌شکلی که pH آب از 7/61 به 7/68 و EC آب از μm/cm 300 در سال 1981 به μm/cm 570 در سال 2016 افزایش‌یافت ولی هم‌چنان از نظر آبیاری در طبقة کیفیت مناسب بود. با استفاده از روش‌های هم‌بستگی و وایازی دو متغیره، ارتباط و اثرات میان متغیرهای مستقل کم‌آبی و پرآبی با متغیرهای وابسته مربوط به سنجه‌های کیفیت شیمیایی آب‌های سطحی آبخیز با استفاده از نرم‌افزارهای SPSS و Excel بررسی شد. نتایج بررسی آنیون‌ها و کاتیون‌ها نشان داد که اندازة آنها در دوره‌های کم‌آبی و پرآبی در سطح 1% و 5% معنی‌دار بود. اندازة شاخص‌های SAR و SSP و TH بیشتر در شرایط کم‌آبی معنی‌دار بود. همچنین، تغییرات اندازة EC در زمان کم‌آبی در همه سطوح معنی‌دار بود. نتیجه‌گیری و پیشنهادها به‌طورکلی خشکسالی‌ها ارتباط نزدیکی با بحران‌های آب و کاهش منابع آب‌های سطحی دارند. ازاین‌رو، بررسی تأثیر خشکسالی روی کمیت و کیفیت آب‌های سطحی با اهمیت است. با استفاده از نتایج این پژوهش‌ها می‌توان درک بهتری از عامل‌های مؤثر بر کیفیت آب‌های سطحی داشت. نتایج این پژوهش نشان داد آب‌های سطحی به‌رغم کاهش کیفی، هم‌چنان برای آبیاری در بخش کشاورزی مناسب است. پیشنهاد می‌شود نقش مصارف صنعتی و آلاینده‌های آب‌های سطحی نیز بررسی شود. به‌ویژه در زمینة ایستگاه‌هایی که در پایین‌دست مناطق مسکونی و صنعتی هستند، پایش تغییرات و نوع آلودگی اهمیت زیادی دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آبخیز کشکان؛ اقلیم خشک و نیمه‌خشک؛ خشکسالی؛ کیفیت آب سطحی؛ نمایه SPI | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Assessment of Surface Water Resources of Poldokhtar Due to Drought Impacts | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Massoud Goodarzi1؛ Rahim Kazemi2 | ||
| 1Associate professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), AREEO, Tehran, Iran | ||
| 2Assistant professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), AREEO, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Goal Understanding water in terms of quality, quantity and its supply is an essential step towards optimizing consumption. In recent years, Iran has suffered from prolonged droughts, causing significant damage to various parts of the country each year. Severe droughts in arid and semi-arid regions caused by inappropriate human interventions have reduced the quantity and quality of surface water resources in these regions. Overall, the amount of precipitation, the duration and intensity of droughts, climatic conditions, and industrial and agricultural activities are among the factors that significantly affect the quality of surface waters. To this end, researchers have used various indices to monitor drought and its impact on water quality. Therefore, it is essential to use appropriate methods to study the effects of phenomena such as drought on the quality of surface waters. This is a tool for water resources in critical conditions. The main objective of this research was to identify wet and dry periods and the droughts that occurred using the SPI index. Then, the sensitivity of surface water chemical quality indicators in the Keshkan watershed during drought periods and their changes over a 35-year period were examined. Additionally, in this context, the frequency and intensity of hydrological drought events, as well as the magnitude and range of flow changes affected by droughts in the studied watershed, were determined. Materials and Methods The studied area is part of the Keshkan watershed, covering an area of 9,560 km2, which accounts for approximately 22% of the larger Karkheh watershed. It is located 950 km southwest of Tehran in the central Zagros region. In this research, the chemical indicators of surface waters were measured. Then, the periods of meteorological drought occurrences, as well as the relationships between these events and the quality of surface waters in Lorestan Province, were determined. To this end, the chemical quality of rivers over a 35-year period was analyzed using existing quality data from hydrometric stations, including anions (Cl−, SO₄²⁻, HCO₃⁻) and cations (Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, K⁺), as well as other variables such as SAR, pH, TH, TDS, and EC during the common statistical period (1981-2016). Although there are many challenges in obtaining water quality data today, fortunately, in this long-term study, the number of samples, data homogeneity, and the common period were adequate. Considering that the studied period included normal, dry, and wet periods, the quality of the research was also appropriate. Additionally, it should be noted that the Water Resources Development Company, for various reasons related to validation, always publishes data several years later. Therefore, it was not possible to examine a longer statistical period. On the other hand, the most extensive droughts in the region occurred during this time frame. Results and Discussion Although dolomitic, calcareous, and marly formations play a role in reducing the quality of surface runoff passing through them, based on the results of this research, the occurrence of extensive and numerous droughts has also led to an increase in the concentration of salts per unit volume, specifically, the pH of the water increased from 7.61 to 7.68, and the EC of the water rose from 300 µm/cm in 1981 to 570 µm/cm in 2016, yet it still remained in an acceptable quality class for irrigation. Using correlation and bivariate regression methods, the relationships and effects between the independent variables of drought and flooding with the dependent variables related to the chemical quality indicators of surface waters in the watershed were examined using SPSS and Excel software. The results of the analysis of anions and cations indicated that their levels during drought and flooding periods were significant at the 1 and 5% levels. The levels of the SAR, SSP, and TH indices were more significant under drought conditions. Additionally, the changes in EC levels during drought periods were significant at all levels. Conclusion and suggestions In general, droughts have a close relationship with water crises and the reduction of surface water resources. Therefore, examining the impact of drought on the quantity and quality of surface waters is important. Using the results of this research, a better understanding of the factors affecting the quality of surface waters can be achieved. The results of this research indicated that despite the decrease in quality, surface waters remain suitable for irrigation in the agricultural sector. It is recommended that the role of industrial uses and pollutants in surface waters be examined as well. Especially in the case of stations located downstream of residential and industrial areas, monitoring changes and the type of pollution is of great importance. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Comprehensive watershed management, drought, Kashkan Basin, semi-arid, SPI, surface water quality | ||
| مراجع | ||
|
Agrawala, S, Barlow M, Cullen H, Lyon B. 2001. The drought and humanitarian crisis in central and southwest Asia: A climate perspective, 1(1): 11-24, New York. Ahrari Roudi, M. 2018. Assessment the effects of drought on groundwater quantity and quality of Sistan and Baluchistan Province. New Findings in Applied Geology, 12(23): 104-113. https://doi: 10.22084/nfag.2018.13178.1249. (In Persian). Alizadeh A. 2006. Principals of hydrology, Ferdowsi University press, Mashhad, 228 p. Iran. (In Persian). Amini A, Abdeh Kolahchi, A, Al-Ansari N, Karami Moghadam M, Mohammad T. 2019. Application of TRMM precipitation data to evaluate drought and its effects on water resources instability. Applied Sciences, 9(24): 5363-5377. https://doi.org/10.3390/app9245377 Amiriyan A, Tabari H, Kashkoli HA, Hasonizadeh H, and Soltani H. 2009. Evaluation of drought effects on Maroon River water quality. 8th International Seminar on River Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. (In Persian). Bahrami M, Moazed H, Zareie H. 2009. A study on Gachsaran formation impacts on Zhre River water quality, 8th international Conference on River Engineering, Chamran University, Ahvwaz, Iran. (In Persian). Eghtedari M, Bazrafshan J, Shafie M, Hejabi S. 2016. Prediction of streamflow drought using SPI and Markov Chain in Kharkheh’s Basin. Journal of Water and Soil Conservation, 23(2): 115-130. (In Persian). https://doi:10.22069/jwsc.2019.15189.3037 Goodarzi M, Hoseini A. 2018. Drought, assessing vulnerability, Salam Sepahan and Miras Kohan, Isfahan (In Persian). Goodarzi M, Kazemi R, Mostafaei A. 2021. Investigating the effect of dry spells on water quality in Kashkan, 1st International Conference on Bio-math, Semnan, Iran, (In Persian). Goodarzi M, Kazemi R. 2022. The effects of drought on surface water quality in Kakareza, 11th National Conference on Water Harvesting, Bojnord. (In Persian). Kazemi R. 2021. Research trends and hotspots on Karst water resource in Iran and the world. Water Harvesting Research, 4(2): 245-255. https://doi.org/10.22077/jwhr.2022.5373.1064 Kazemi R, Porhemmat J, Ghermez Cheshme B. 2022. Investigating the impact of drought on the base flow using standardized base flow index, case study: Kaka-Reza Catchment. Watershed Engineering and Management, 14(2): 156-167. (In Persian). https://doi: 10.22092/ijwmse.2021.352955.1870 Koushki R, Rahimi M, Amiri M, Mohammadi M, Dastourani J. 2017. Investigation of relationship between meteorological and hydrological drought in Karkha Basin. Iranian Journal of Ecohydrology, 4(3): 687-698. (In Persian). https:// doi:10.22059/ije.2017.62496 LashaniZand M. 2001. Erosion in Kashkan in relation with precipitation intensities, M.Sc. Thesis, Isfahan University, MA thesis, faculty of human sciences. (In Persian). Mahdavi. 2005. Applied hydrology, Tehran university press. (In Persian). Malekinezhad H, Soleimani Motlagh M. 2011. Assessing the severity of climatic and hydrologic droughts in Chaghalvandi Basin, Iran Water Research, 9(3): 61- 72. (In Persian). McKee TB, Doesken NJ, Kleist J. 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, 17(22):179-183. Parsamehr A, Khosravani Z. 2017. Determining drought severity using multi-criteria decision-making based on Topsis method (Case study: Selective stations of Isfahan Province). Iranian Journal of Range and Desert Research, 24(1): 16-29. https://doi.org/10.22092/ijrdr.2017.109846 Schoeller, H. 1965. Qualitative evaluation of groundwater resources. Methods and techniques of groundwater investigations and development. UNESCO, 5483. Stöckline J. 1968. Structural History and Tectonics of Iran: A Review. AAPG Bulletin, 52, 1129-1258. http://dx.doi.org/10.1016/0040- 1951(94)00185-C Van Vleit MTH, Zwolsman JJG. 2008. Impact of summer droughts on the water quality of the Meuse River. Journal of Hydrology, 353(3): 1-17. Verdi Pourazad A, Azarakhshi M, Mosaedi A, Farzadmehr J. 2014. Investigation of the effect of meteorological drought on groundwater changes in Mashhad plain using GRI and SPI indicators. International Conference on Sustainable Development, Strategies and Challenges with a focus on agriculture, Natural Resources, Environment and Tourism, Tabriz. (In Persian). Wilcox LV. 1958. Determining the quality of irrigation water (No. 197). US Department of Agriculture. Wilhite DA, Glantz MH. 1985. Understanding: The drought phenomenon: the role of definitions. Water International, 10(3): 111-120. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 516 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 197 |
||