عوامل موثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی دشت قره ضیاالدین، استان آذربایجان غربی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز

2 استاد دانشگاه تبریز

3 شرکت آب و فاضلاب استان آذربایجان شرقی

چکیده

دشت قره‌ضیاءالدین در شمال‌غرب ایران در استان آذربایجان‌غربی واقع شده است. هدف این مطالعه بررسی عوامل و فرایندهای موثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی دشت قره‌ضیاءالدین می‌باشد. برای این منظور 20 نمونه از آب زیرزمینی با توزیع مناسب در آبان ماه سال 1395 جمع‌آوری شد و غلظت‌ یون‌های اصلی و نیترات و سیلیس آن‌ها در آزمایشگاه اندازه‌گیری گردید. همچنین مقادیر اسیدیته و هدایت الکتریکی نمونه‌ها در صحرا اندازه‌گیری شدند. در این مطالعه از نمودارهای ترکیبی و هیدروشیمیایی مختلف، شاخص کلروآلکالین، شاخص اشباعیت و مدل‌سازی معکوس به منظور دستیابی به هدف مورد اشاره استفاده گردید. نتایج حاصل از نمودارهای ترکیبی نشان می‌دهد که نفوذ آب شور برگشتی از کشاورزی، تعویض کاتیونی، هوازدگی و انحلال سنگ‌ها و کانی‌ها به ویژه کربنات-ها، سیلیکات‌ها، ژیپس و هالیت و فرایند تبخیر از عوامل موثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی منطقه می‌باشند. شاخص‌های کلروآلکالین محاسبه شده بیان می‌کنندکه در تمام نمونه‌های آب این شاخص‌ها منفی می‌باشند که نشان‌گر وقوع تعویض یونی معکوس است. نمونه‌های آب نسبت به کانی‌های کربناته وکوارتز حالت فوق‌اشباع دارند در حالی که نسبت به کانی‌های سولفاته و هالیت تحت‌اشباع هستند. نتایج مدل‌سازی‌های ژئوشیمیایی معکوس وقوع فرایندهای هوازدگی و انحلال کانی‌های کربناته، سولفاته و هالیت و تعویض یونی را در بخش-های مختلف آبخوان تائید می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effective factors on the groundwater chemical quality of Qareh-Ziaeddin plain, West Azarbaijan province

نویسندگان [English]

  • Somayeh Esmaeili 1
  • Rahim Barzegar 1
  • Naeimeh Kazemian 3
1 University of Tabriz
3 Water and Wastewater company of East Azarbaijan Province
چکیده [English]

Qareh-Ziaeddin plain is located in the West Azarbaijan province, Northwest of Iran. The aim of this study is to investigate the effective factors and processes on the groundwater chemical quality of Qareh-Ziaeddin plain. For this purpose, 20 water samples were collected from groundwater resources in November 2016 and the concentration of the major ions, nitrate and silica was measured. Also, the pH and electrical conductivity of the samples were measured in the field. In this study, different bivariate and hydrochemical diagrams, chloro-alkaline index, saturation index and inverse modeling were used to achieve the mentioned goal. The results of the bivariate diagrams show that the saltwater intrusion from irrigation return flows, cation exchange, weathering and dissolution of rock minerals specially carbonates, silicates, gypsum and halite, and evaporation process, in a small amount, are the effective factors on the chemical quality of the groundwater in the study area. The calculated Chloro-alkaline indices indicate that these indices are negative in all samples, which reveal the normal ion exchange. The water samples are super-saturated with regards to the carbonate and quartz minerals, whereas are under-saturated with respect to the sulfate and halite minerals. The results of inverse geochemical modeling confirm weathering and dissolution of the carbonate, sulfate and halite minerals and ion exchange in different parts of the aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Qareh-Ziaeddin plain
  • Salinity
  • Hydrochemistry
  • Inverse modeling

کتابنگاری

افتخارنژاد، ح.، حاجی علیلو، ب. و اسکویی، ا.، 1373- نقشه زمین‌شناسی 1:100000 قره­ضیاالدین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

 برزگر، ر.، اصغری‎مقدم، ا.، نجیب، م. و کاظمیان، ن.، 1395- بررسی ویژگی­های هیدروشیمیایی آبخوان دشت تبریز با استفاده از مدل­های هیدروشیمیایی و روش­های آماری. نشریه علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، صص. 39  تا 50.

تاری، ر.، 1390- بررسی کمی منابع آب زیرزمینی آبخوان دشت قره­ضیاءالدین با استفاده از کد کامپیوتری Visual Modflow، پایان‌نامه کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی،دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز.

شرکت مهندسین مشاور مهاب قدس، 1363- طرح مطالعات امکان­یابی رودخانه­های مرزی ایران-­ ترکیه، گزارش مطالعات آب‎های زیرزمینی منطقه قره­ضیاالدین. وزارت نیرو، سازمان آب منطقه­ای آذربایجان غربی.

فاریابی، م.، کلانتری، ن. و نگارستانی، ا.، 1389- ارزیابی عوامل مؤثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی دشت جیرفت با استفاده از روش­های آماری و هیدروشیمیایی. فصلنامه علوم زمین، جلد 20، شماره 77، صص. 115 تا 120.

نخعی، م.، ودیعتی، م. و میرعربی، ع.، 1388- منشا شوری آب زیرزمینی دشت شاهرخت (خراسان جنوبی). دومین کنفرانس سراسری آب، صص. 520 تا 527.

 

References

Aghazadeh, N. and Mogaddam, A. A., 2011- Investigation of hydrochemical characteristics of groundwater in the Harzandat aquifer, Northwest of Iran. Environmental Monitoring and Assessment, Vol 176, 183-195.

Ahmed, M. N., Abdel Samie, S. G. and Badawy, H. A ., 2013- Factors controlling mechanisms of groundwater salinization and hydrogeochemical processes in the Quaternary aquifer of the Eastern Nile Delta, Egypt. Environmental Earth Sciences, Vol 68, 369-394.

Barbieri, M., Boschetti, T., Petitta, M. and Tallini, M., 2005- Stable isotopes (2H, 18O and 87Sr/86Sr) and hydrochemistry monitoring for groundwater hydrodynamics analysis in a karst aquifer (Gran Sasso, Central Italy). Applied Geochemistry, Vol 20, 2063-2081.

Barzegar, R., Asghari Moghaddam, A. and Tziritis, E., 2017a- Hydrogeochemical features of groundwater resources in Tabriz plain, northwest of Iran. Applied Water Science.

Barzegar, R., Asghari Moghaddam, A., Najib, M, Kazemian, N. and Adamowsk, J., 2016- Characterization of hydrogeologic properties of the Tabriz plain multilayer aquifer system, NW Iran. Arabian Journal of Geosciences, Vol 9, 1-17.

Barzegar, R., Asghari Moghaddam, A., Tziritis, E., Fakhri, M. S. and Soltani, S., 2017b- Identification of hydrogeochemical processes and pollution sources of groundwater resources in the Marand plain, northwest of Iran. Environmental Earth Sciences, Vol 76, 297.

Belkhiri, L., Boudoukha, A., Mouni, L. and Baouz, T., 2011- Statistical categorization geochemical modeling of groundwater in Ain Azel plain (Algeria). Journal of African Earth Sciences, Vol 59, 140-148.

Carucci, V., Petitta, M. and Aravena, R., 2012- Interaction between shallow and deep aquifers in the Tivoli Plain (Central Italy) enhanced by groundwater extraction: A multi-isotope approach and geochemical modeling. Applied Geochemistry, Vol 27, 266-280.

Chan, H. J., 2001- Effect of landuse and urbanization on hydrochemistry and contamination of groundwater from Taejon area, Korea. Journal of Hydrology, Vol 253, 194–210.

Chang, J. and Weng, G., 2010- Major ions chemistry of groundwater in the arid region of Zhangye Basin, northwestern China. Environmental Earth Sciences, Vol 61, 539-547.

Chidambaram, S., Karmegam, U., Prasanna, M. V., Sasidhar, P. and Vasanthavigar, M., 2011- A study on hydrochemical elucidation of coastal groundwater in and around  Kalpakkam region, Southern India. Environmental Earth Sciences, Vol 64, 1419-1431.

Derever, J. I., 1988- Geochemistry of Natural Waters, 3nd edition, Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall Company, 367p.

Fetter, C. W., 1999- Contaminant Hydrogeology. 2d ed., Prentice HallInc., NJ. Pp. 506.

Fisher, R. S. and Mulican, W. F., 1997- Hydrogeochemical evolution of sodium-sulphate and sodium-chloride groundwater desert, Trans-Pecos, Texas, USA. Hydrogeology Journal, Vol 10, 455–474.

Gibbs, R. J., 1970- Mechanism controlling world water chemistry. Science, Vol 170, 1088-1090.

Halim, M. A., Majumder, R. K., Nessa, S. A., Hiroshiro, Y., Uddin, M. J., Shimada, J. and Jinno, K., 2009- Hydrogeochemistry and arsenic contamination of groundwater in the Ganges delta plain, Bangladesh. Journal of Hazard. Vol 164, 1335-1345.

Jankowski, J. A. and Acworth, R. L., 1997- Impact of debris-flow deposits on hydrogeochemical processes and the development of dry land salinity in the Yass River catchment, New South Wales, Australia. Hydrogeology Journal, Vol 5, 71–88.

Kim, K., 2003- Long-term disturbance of groundwater chemistry following well installation. Groundwater, Vol 41, 780–789.

Kumar, S. K., Rammohan, V., Sahayam, J. D. and Jeevanandam, M., 2009- Assessment of groundwater quality and hydrogeochemistry of Manimuktha River basin, Tamil Nadu, India. Environmental Monitoring and Assessment. Vol 159, 341-351

Lloyd, J. and Heathcote, J., 1985- Natural inorganic hydrochemistry in relation to groundwater. Oxford University Pressn,New York.

Luo, Q. B., Kang, W. D., Xie, Y. L. and Zhao, B. F., 2008- Groundwater hydrogeochemistry simulation in the Jingbian area of the Luohe of Cretaceous. Ground Water. 30: 22-24.

Maya, A. L. and Loucks, M. D., 1995- Solute and isotopic geochemistry and groundwater flow in the Central Wasatch Range, Utah. Journal of Hydrology, Vol 172, 31–59.

Meybeck, M., 1987- Global chemical weathering of surficial rocks estimated from river dissolved leads. American Journal of Science, Vol 287, 401–428.

Parkhurst, D. L., 1995- Users’s Guide to PHREEQC – A Computer Program for Speciation Reaction-path, Advective-transport, and Inverse Geochemical CalculationsWater Resources Investigation Report 95-4227, US Geological SurveyLakewood, Colorado.

Reddy, A. G., Saibaba, B. and Sudarshan, G., 2012- Hydrogeochemical characterization of contaminated groundwater in Patancheru industrial area, southern India. Environmental Monitoring and Assessment, Vol 184, 3557–3576.

Rogers, R. J., 1989- Geochemical comparison of groundwater in areas of New England, New York and Pennsylvania. Ground Water, Vol 27, 690–712.

Singh, C. K., Kumar, A., Shashtri, S., Kumar, A., Kumar, P., Maliick, J., 2017- Multivariate statistical analysis and geochemical modeling for geochemical assessment of groundwater of Delhi, India. Journal of Geochemical Exploration. Vol 175, 59-71.

Singh, C. K., Shashtri, S. and Mukherjee, S., 2011a- Integrating multivariate statistical analysis with GIS for geochemical assessment of groundwater quality in Shiwaliks of Punjab, India. Environmental Earth Sciences, Vol 62, 1387-1405.

Singh, K., Hundal, H. S. and Singh, D., 2011b- Geochemistry and assessment of hydrogeochemical processes in groundwater in the southern part of Bathinda district of Punjab, northwest India, Environmental Earth Sciences, Vol 64,1823-1833.

Srinivasamoorthy, K., Vasanthavigar, M., Vijayaraghavan, K., Sarathidasan, R. and Gopinath, S., 2013- Hydrochemistry of groundwater in a coastal region of Cuddalore district, Tamilnadu, India: implication for quality assessment. Arabian Journal of Geoscience. 6: 441-454.

Subba Rao, N., 2008- Factors controlling the salinity in groundwater in parts of Guntur district, Andhra Pradesh, India. Environmental Monitoring and Assessment, Vol 138, 327­-341.

Todd, D. K. and Mays, L. W., 2005- Groundwater hydrology. John Wiley and Sons, New York. Pp 535.