بررسی عوامل مؤثر بر هیدروژئوشیمی آبخوان زاهدان با استفاده از روش‌های تحلیل عاملی، نمایه‌های اشباع و نمودارهای ترکیبی

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آبخوان زاهدان در شمال حوضه آبریز زاهدان قرار دارد. بررسی کیفی منابع آب زیرزمینی این آبخوان به دلیل تأمین بخشی از آب شرب، کشاورزی و صنعتی این شهر ضروری است. به‌منظور اجرای برنامه پایش منابع آب زیرزمینی و بررسی فرآیندهای کنترل‌کننده و تعین منشأ کاتیون‌ها و آنیون‌های آب زیرزمینی این آبخوان، از ۲۶ حلقه چاه بهره‌برداری نمونه‌برداری شد. سدیم، کلر و سولفات به ترتیب کاتیون و آنیون‌های غالب بوده و تیپ آب سدیم -کلروره و سدیم -سولفاته تیپ‌های غالب آب زیرزمینی این آبخوان هستند. تحلیل عاملی نتایج نمونه‌ها نشان می‌دهد که دو عامل اصلی طبیعی و انسانی در مهرماه به ترتیب ۲۵/۶۵و ۵/۱۸ درصد و در بهمن‌ماه به ترتیب ۸۲/۵۸ و ۵۶/۱۵ درصدتغییرات کیفی آب زیرزمینی را کنترل می‌کند. عامل اول که مرتبط با فرآیندهای طبیعی تبادل یونی و انحلال است، با یون‌هایCa2+،Mg2+،Na+،Cl-، K+ وSO42- ارتباط داشته و عامل دوم که با یون‌هایNo3- و Ca2+ ارتباط دارد، به فعالیت انسانی بستگی دارد. در نمونه‌های مهرماه شاخص‌های اشباع کانی‌های کلسیت، ژیپس و دولومیت حالت تحت اشباع داشته و در بهمن‌ماه شاخص‌های کلسیت و دولومیت به ترتیب در بیش از ۶۰ و ۹۰ درصد نمونه‌ها حالت اشباع داشته ولی شاخص ژیپس در تمامی نمونه‌ها حالت تحت اشباع دارد. اشباع نبودن آب زیرزمینی آبخوان زاهدان نشان‌دهنده کافی نبودن زمان ماندگاری آب در آبخوان برای انحلال کانی ها می‌باشد. با توجه به عدم احداث شبکه جمع‌آوری فاضلاب در شهر زاهدان و دفع پساب توسط چاههای جذبی یون‌های SO4-2 و No3- در بیش از ۷۰ در‌صد نمونه‌های آبزیرزمینی منشأ غیرطبیعی (نفوذ فاضلاب) دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Factors Affecting theZahedan’s Aquifer Hydrogeochemistry Using Foctor Analysis, Saturation Indices and Composite Diagrams’ Methods

نویسندگان [English]

  • J. Dowlati
  • Gh. Lashkaripour
  • N. Hafezi Moghadas
Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Zahedan aquifer is located in the northernof Zahedanwatedshed. It is essential to evaluate the quality of groundwater resources due to proving some part of drinking water, agricultural and industrial waters of this city. In order to carry out ground water quality monitoring, and assess the controlling possesses and determine cations and anions sources of the groundwater, 26 wells were sampled and water quality parameters were measured.The results of the analysis showed that almost all of the samples proved very saline and electrical conductivity varied from 1,359 to 12,620μS cm−1. In the Zahedan aquifer, sodium, chloride and sulfate were predominant Cation and Anions respectively, and sodium-chloride Na-Cl( and sodium - sulfate)Na-So4) were dominant types of the groundwater. The factor analysis of samples results indicates that the two natural and human factors controlled about the 83/30% and 74/37% of the quality variations of the groundwater respectively in October and February. The first and major factor related to the natural processes of ion exchange and dissolution had a correlation with positive loadings of EC, Ca2+, Mg2+, Na+, Cl-, K+ and So42- and controls the 65.25% of the quality variations of the ground water in October and the 58.82% in February. The second factor related toCa2+, No3- constituted the18.05% of the quality variations in October and 15.56% in February, and given the urban development and less agricultural development in the aquifer, is dependent on human activities. For the samples collected in October, the saturation indices of calcite, gypsum and dolomite minerals showed saturated condition and calcite and dolomite in February showed saturated condition for more than 60% and 90% of samples and gypsum index revealed under-saturated condition for almost all samples.The unsaturated condition of Zahedan groundwater aquifer is resulted from the insufficient time for retaining water in the aquifer to dissolve the minerals. So42- and No3- Ions in more than 70 percent samples showed unnatural sources (the sewer infiltration).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogeochemistry
  • Zahedanaquifer
  • Factor analysis
  • Composite diagrams
  • Saturation indices
1- استاندارد ملی ایران. ۱۳۸۸. آب آشامیدنی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی (استاندارد ۱۰۵۳). ویرایش ۵. ص۱۸- ۱.
2- جلالی ل.، و اصغری مقدم ا.۱۳۹۰. تعیین عوامل مؤثر بر شوری آب زیرزمینی با مدل هیدروژئوشیمیایی مطالعه موردی دشت خوی. سومین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی ایران.
3- حسینی سبزواری س.م.، نعمتی م.، و شایسته فر م.ر. ۱۳۹۱. بررسی عوامل مؤثر بر هیدروژئوشیمی آب‌های زیرزمینی معدن گلگهر سیرجان با استفاده از تحلیل‌های عاملی و خوشه‌ای. شانزدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران.
4- حیدری‌زاد م.، و محمدزاده ح. ۱۳۹۱. مطالعه مکانی و فصلی تغییرات هیدروژئوشیمیایی و بررسی عوامل مؤثر بر کیفیت آب رودخانه کارده (شمال شهر مشهد). نشریه آب‌وخاک. شماره۲۶.
5- خزاعی ا. ۱۳۸۰. تأثیر گسترش شهری بر کیفیت آب زیرزمینی زاهدان. نشریه آب و فاضلاب. شماره ۳۷.
6- رضایی م. ۱۳۹۰. مطالعه عوامل کنترل‌کننده شوری در آبخوان آبرفتی دشت مند، استان بوشهر. محیط‌شناسی. شماره۳۷.
7- رضایی م. ۱۳۸۸. کاربرد آنالیزهای چند متغیره، اندیس‌های اشباع و دیاگرام‌های ترکیبی در تحلیل کیفی آبخوان آبرفتی دشت کرمان. تحقیقات منابع آب ایران شماره۳۰.
8- ۸ - زراعی و.، حسینی م.، و شکل‌آبادی م. ۱۳۹۱. ارزیابی کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت قروه با استفاده از روش‌های آماری چند متغیره. ششمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط ‌زیست. تهران.
9- زارع چاهوکی م.ع. ۱۳۸۹. تجزیه‌ و تحلیل داده‌ها در پژوهش‌های منابع طبیعی با نرم‌افزارSPSS ، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد تهران، تهران.
10- شرکت مهندسین مشاور پارس کنسولت. ۱۳۵۳. بررسی‌های ژئوفیزیک دشت زاهدان.
11- شرکت مهندسین مشاور خاک آزما نگین. ۱۳۹۱. نتایج نمونه‌برداری منابع آب زیرزمینی زاهدان (سری اول مهرماه). شرکت آب منطقه‌ای سیستان و بلوچستان.
12- شرکت مهندسین مشاور خاک آزما نگین. ۱۳۹۱. نتایج نمونه‌برداری منابع آب زیرزمینی زاهدان (سری دوم بهمن‌ماه). شرکت آب منطقه‌ای سیستان و بلوچستان.
13- شرکت مهندسین مشاور ری آب. ۱۳۸۷. مطالعات تأمین آب بلندمدت شهر زاهدان.گزارش هیدروژئولوژی. شرکتآب منطقه‌ای سیستان و بلوچستان.
14- شرکت مهندسین مشاور طوس آب. ۱۳۸۹. مطالعات شناسایی و پایش منابع آب زیرزمینی دشت زاهدان،گزارش شناسایی منابع آب زیرزمینی. شرکتآب منطقه‌ای سیستان و بلوچستان.
15- شرکت مهندسین مشاور طوس آب. ۱۳۹۱. مطالعات اجرای پایش و تجزیه ‌و تحلیل کیفی آبخوان زاهدان،گزارش بازنگری منابع آب زیرزمینی. شرکت، آب منطقه‌ای سیستان و بلوچستان.
16- غیومیان ج.،حسینی پور ح.، قاسمی ا.ر. و پیروان ح.ر. ۱۳۸۴. کاربرد آنالیزهای چند متغیره در تحلیل هیدروژئوشیمی دشت سرچاهان هرمزگان. نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران. دانشگاه تربیت ‌معلم تهران.
17- فاریابی م.، کلانتری ن.،و نگارستانی ا. ۱۳۸۹. ارزیابی عوامل مؤثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی دشت جیرفت با استفاده از روش‌های آماری و هیدروشیمیایی. نشریه علوم زمین شماره۷۷.
18- قره محمودلو م.، رقیمی م.، و حشمت پور ع. ۱۳۸۶. بررسی هیدروژئوشیمی منابع آب شهر گرگان با استفاده از روش تحلیل عاملی و روش تحلیل خوشه‌ای. نشریه محیط شناسی شماره۴۳.
19- کلانتری ن.، پوراکبری س.، محمدی بهزاد ح.، و عقدکی ی. ۱۳۹۱. بررسی هیدروژئوشیمیایی منابع آب تاقدیس کارستی کی نو، سی و یکمین گردهمایی علوم زمین. تهران.
20- محمدزاده ح.، و ابراهیم پور ص. ۱۳۹۱. کاربرد ایزوتوپ‌های پایدار و هیدروژئوشیمی به‌منظور بررسی منشأ و تغییرات کیفی منابع آب‌ حوضه‌ی آبریز دریاچه زریوار. نشریه آب‌وخاک شماره۱۰۳۱.
21- محمدی ض.، زارع م.، و شریف‌زاده ب. ۱۳۸۸. کاربرد تحلیل آماری چندمتغیره جهت مدیریت آب‌های زیرزمینی در یک سفره ساحلی. هشتمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران. شیراز.
22- Behruzi A. and Eftekharnezhad J. 1993.Geological map of Zahedan(1:250000).
23- Belkhiri L., Boudoukha A., Mouni L. and Baouz T. 2010. Multivariate statistical characterization of groundwater quality in Ain Azel plain. Algeria, African Journal of Environmental Science and Technology, 4(8): 526-534.
24- Belkhiri L., Mouni L. and Tiri A. 2012. Water–rock interaction and geochemistry of groundwater from the Ain Azel aquifer, Algeria,Environmental Geochemistry and Health, 34: 1-13
25- Chen K., Jiao J.J., Huang J. and Huang R. 2007. Multivariate statistical evaluation of trace elements in groundwater in a coastal area in ShenzhenChina,Environmental Pollution, 147: 771-780.
26- Cloutier V., Lefebvre R., Therrien R. and Savard M.M. 2008. Multivariate statistical analysis of geochemical data as indicative of the hydrochemical evolution of groundwater in a sedimentary rockaquifer system, Journal of Hydrology, 353: 294-313.
27- Gibbs R.J. 1970. Mechanisms controlling World’s Water Chemistry, Science, 170 : 1089-1090.
28- Güler C., Thyne G.D., McCray J.E. and Turner A.K. 2002. Evaluation of graphical and multivariate statistical methods for classification of water chemistry data, Hydrogeology Journal, 10: 455-474.
29- Hounslow A.W. 1995. Water Quality Data: Analysis and Interpretation, Lewis Publishers, 397 p.
30- Khazaei E., Stednick J.D., Sanford W.E. and Warner J.W. 2006. Hydrochemical changes over time in the Zahedan Aquifer.Iran, Environmental Monitoring and Assessment, 114: 123–143.
31- Zhu B., Yang X., Rioual P.,Qin X., Liu Z., Xiong H. and Yu J. 2011. Hydrogeochemistry of three watersheds (the Erlqis, Zhungarer and Yili) in northern Xinjiang, NW, Applied Geochemistry, 26:1535–1548