ارزیابی ژئوشیمیایی و تعیین کیفیت آب های زیرزمینی دشت سراب برای مصارف آبیاری

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و بررسی منابع

• مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………….2

• تعاریف و مفاهیم مورد پژوهش………………………………………………………………………………………………………6

1-2-1- آب زیرزمینی………………………………………………………………………………………………………………………………………….6

2-2-1- هدایت هیدرولیکی (EC) ……………………………………………………………………………………………………………….6

3-2-1- کلرید (Cl)……………………………………………………………………………………………………………………………………………..7

4-2-1 پتانسیل شوری (PS)……………………………………………………………………………………………………………………………8

5-2-1 نسبت جذب سدیم  (SAR)…………………………………………………………………………………………………………………9

6-2-1 میزان سدیم محلول (SSP)………………………………………………………………………………………………………………….9

7-2-1 مقدار بی­کربنات سدیم باقی­مانده (RSBC)………………………………………………………………………………….10

9-2-1- شاخص نفوذپذیری (PI)………………………………………………………………………………………………………………….10

10-2-1- نسبت جذب منیزیم  (MAR)………………………………………………………………………………………………………10

11-2-1- نسبت کلایز (KR)………………………………………………………………………………………………………………………….11

 12-2-1- معیار سنجش کیفیت آب آبیاری………………………………………………………………………………………………..11

 13-2-1- زمین‌آمار………………………………………………………………………………………………………………………………………….12

14-2-1- واریوگرام……………………………………………………………………………………………………………………………………………13

15-2-1- ویژگی‌های واریوگرام……………………………………………………………………………………………………………………..15

1-15-2-1- اثر قطعه‌ای ………………………………………………………………………………………………………………………………….15

2-15-2-1- آستانه………………………………………………………………………………………………………………………………………….15

3-15-2-1- دامنه تأثیر………………………………………………………………………………………………………………………………….15

16-2-1- مدل‌های تئوری واریوگرام……………………………………………………………………………………………………………..16

17-2-1- روش درون‌یابی کریجینگ…………………………………………………………………………………………………………….16

3-1- مروری بر پژوهش­های گذشته……………………………………………………………………………………………………………..17

فصل دوم:  مواد و روش­ها

1-2- موقعیت جغرافیایی دشت سراب………………………………………………………………………………………………………….24

2-2- داده­ها و اطلاعات…………………………………………………………………………………………………………………………………..25

3-2- نرم‌افزارها.………………………………………………………………………………………………………………………………………………30

 4-2- بررسی توزیع داده‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………31

5-2- بررسی کیفیت نمونه­های آب برداشت شده از دیدگاه آب آبیاری………………………………………………..32

فصل سوم:  نتایج و بحث

1-3- بررسی وضعیت عمومی دشت سراب………………………………………………………………………………………………….34      

2-3- وضعیت زمین شناسی……………………………………………………………………………………………………………………………36

3-3- تحلیل آماری  عوامل ژئو شیمیایی آب زیرزمینی دشت سراب.………………………………………………..38

4-3- تحلیل تغییرات عوامل ژئوشیمیایی و شاخص های کیفی آب زیرزمینی……………………………………40

1-4-3- هدایت هیدرولیکی(EC).……………………………………………………………………………………………………………….40

2-4-3- کلرید (Cl)……………………………………………………………………………………………………………………46

3-4-3- پتانسیل شوری (PS)…………………………………………………………………………………………………………………….50

4-4-3- تغییرات اسیدیته (pH)………………………………………………………………………………………………………………….52

5-4-3 – سدیم (Na)، منیزیم (Mg)و کلسیم (Ca)………………………………………………………………………………………………….54

6-4-3- بی کربنات(HCO₃)، بی­کربنات باقیمانده (RSBC) و سولفات (SO₄)………………………………….58

7-4-3- آهن (Fe) و بور (B)………………………………………………………………………………………………………………………..61

8-4-3- نسبت جذب سدیم  (SAR) ………………………………………………………………………………………….64

9-4-3- میزان سدیم محلول  (SSP) …………………………………………………………………………………………………………66

10-4-3- نسبت جذب منیزیم  (MAR)……………………………………………………………………………………………………..68

11-4-3- شاخص نفوذپذیری (PI)………………………………………………………………………………………………………………..70

12-4-3- نسبت کلایز(KR) ……………………………………………………………………………………………………..71

13-4-3- نمودار ویلکوکس………………………………………………………………………………………………………..72

5-3- نتیجه­­گیری……………………………………………………………………………………………………………………….73

6-3- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………..76

فهرست منابع………………………………………………………………………………………………………………………………….77

 

 

فهرست جداول

 

 جدول 1-1- طبقه­بندي كيفي آب كشاورزي بر اساس هدايت الكتريكي………………………………………………………….7

جدول 2-1- طبقه­بندي كيفي آب كشاورزي بر اساس هدايت الكتريكي……………………………………………………………..7

جدول 3-1- طبقه شوری آب آبیاری بر اساس کلراید…………………………………………………………………………………………..8

جدول 4-1- طبقه­بندي كيفي آب آبیاری بر اساس شاخص PS………………………………………………………………………….8

جدول 5-1-  طبقه بندي كيفي آب كشاورزي بر اساس SAR…………………………………………………………………………..9

جدول 6-1- رده­های مختلف آب و نوع کیفیت بر اساس تقسیم­بندی ویلکاکس……………………………………………..11

جدول1-2- پارامترهای شيميايی نمونه­های آب زیرزمینی دشت سراب…………………………………………………………….27

ادامه جدول1-2- پارامترهای شيميايی نمونه­های آب زیرزمینی دشت سراب ………………………………………………….28

ادامه جدول1-2- پارامترهای شيميايی نمونه­های آب زیرزمینی دشت سراب……………………………………………………29

ادامه جدول1-2- پارامترهای شيميايی نمونه­های آب زیرزمینی دشت سراب……………………………………………………30

جدول 2-2- مقایسه حداکثر مجاز غلظت عناصر در آب آبياری (آیرز و وسکات، 1994)………………………………….33

جدول 1-3- خصوصيات آماري 105 نمونه آب چاه استفاده شده به همراه استاندارد آنها………………………………..38

جدول 2-3- ضرایب همبستگي پارامترهاي ژئوشيميايي آب زیر زمینی دشت سراب……………………………………….40

جدول3-3- طبقه بندي كيفي آب كشاورزي بر اساس EC…………………………………………………………………………………41

جدول 4-3- طبقه شوری آب آبیاری بر اساس کلراید…………………………………………………………………………………………48

جدول 5-3- طبقه­بندي كيفي آب آبیاری بر اساس شاخص PS………………………………………………………………………..50

 

 

فهرست اشکال

شکل 1-1- دیاگرام ویلکاکس………………………………………………………………………………………………………………………………12

شکل 2-1 – نمونه‌ای از یک مدل واریوگرام ……………………………………………………………………………………………………….14

شکل 1-2- موقعیت جغرافیایی شهرستان سراب در ایران و استان آذربایجان­شرقی ………………………………………..24

شکل1- 2- موقعیت جغرافیایی چاه های پمپاژمنطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………26

 شکل 1-2 دوران­های مختلف زمین شناسی………………………………………………………………………………………………………34

شکل 2-3- نقشه سنگ شناسی دشت سراب……………………………………………………………………………………………………..35

شکل 3- 3- نقشه زمین‌شناسی منطقه مورد مطالعه………………………………………………………………………………………….37

شکل 4-3- توزیع اولیه داده­های اندازه­گیری شده هدایت الکتریکی…………………………………………………………………..42

شکل 5-3- توزیع  نرمال شده داده­های هدایت الکتریکی چاه­ها………………………………………………………………………..43

شکل 6-3- منحنی QQplot برای داده­های غیر نرمال هدایت الکتریکی……………………………………………………………43

شکل 7- 3- منحنی QQplot برای داده­های هدایت الکتریکی پس از نرمال شدن……………………………………………45

شکل 8 -3- تحلیل روند داده­های هدایت الکتریکی در سه بعد x، y و z………………………………………………………….45

شکل 9-3- نقشه هم­ارزش هدایت الکتریکی دشت سراب………………………………………………………………………………….46

شکل 10-3- توزیع اولیه داده­های کلراید اندازه گیری شده در آب زیرزمینی دشت سراب………………………………47

شکل 11-3- توزیع نرمال شده داده­های کلراید در آب زیرزمینی دشت سراب…………………………………………………48

شکل 12-3- تغییرات مکانی کلراید در دشت سراب………………………………………………………………………………………….49

شکل 13- 3- تغییرات مکانی شاخص پتانسیل شوری در دشت سراب…………………………………………………………….51

شکل 14- 3- توزیع داده­های اسیدیته………………………………………………………………………………………………………………..52

شکل 14-3- تغییرات اسیدیته آب­های زیر زمینی دشت سراب………………………………………………………………………..53

شکل 15- 3- نقشه هم ارزش سدیم در دشت سراب……………………………………………………………………………………..55

شکل 16-3-  نقشه هم ارزش منیزیم در دشت سراب…………………………………………………………………………………….56

شکل 17-3 – نقشه هم ارزش کلسیم در دشت سراب…………………………………………………………………………………….57

شکل 18 -3-  نقشه هم ارزش بی کربنات در دشت سراب……………………………………………………………………………..59

شکل 19 -3- نقشه هم ارزش سولفات در دشت سراب…………………………………………………………………………………..60

شکل20- 3- نقشه هم ارزش بور در دشت سراب…………………………………………………………………………………………….62

شکل21 -3-  نقشه هم ارزش آهن در دشت سراب………………………………………………………………………………………..63

شکل 22- 3- مقادیر SAR برای تمامی چاه­های مورد مطالعه………………………………………………………………………….65

شکل 23- 3- مقادیر هم ارزش SAR برای دشت سراب……………………………………………………………………………………65

شکل 24-3 نمودار ستونی SSP % آب چاه­های منطقه و مقایسه با مقدار استاندارد………………………………………66

شکل 25-3- مقادیر هم ارزش درصد SSP برای دشت سراب…………………………………………………………………………..67

شکل 26-3-  نمودار ستونی شاخص MAR آب چاه­های منطقه و مقایسه با مقدار استاندارد…………………………68

شکل 27-3- تغییرات شاخص MAR برای دشت سراب…………………………………………………………………………………69

شکل 28-3-  نمودار ستونی شاخص نفوذپذیری آب چاه­های منطقه……………………………………………………………….70

شکل 29-3- تغییرات مکانی شاخص نفوذپذیری در آبهای زیر زمینی دشت سراب برای سال 1393…………….71

شکل 30-3- تغییرات مکانی نسبت کلایز در دشت سراب برای سال 1393…………………………………………………….72