هیدروشیمی و کیفیت آب‌ رودخانه دوغ کلاله با استفاده از روش‌های گرافیکی، تحلیل خوشه‌ای و شاخص‌های کیفی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

دوره 14، شماره 49، مرداد 1400، صفحه 13-29   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/wej.2021.21192.2145

نویسندگان

حمیدرضا عباسی‌مقدم¹؛ مجتبی قره محمودلو^{* 2}؛ نادر جندقی²؛ علی حشمت‌پور²؛ مصطفی سید³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران

²استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران.

³مربی دانشگاه جامع علمی کاربردی مرکز آموزشی گنبد کاووس

تاریخ دریافت: 07 اردیبهشت 1398،  تاریخ بازنگری: 03 آذر 1399،  تاریخ پذیرش: 11 مرداد 1400 

چکیده

مقدمه و هدف: رودخانه دوغ یکی از سرشاخه‌های اصلی گرگانرود در شرق استان گلستان می‌باشد که نقش مهمی در تامین آب شرب شهر گنبد کاووس دارد. علاوه براین، یکی از منابع تامین کننده آب سد گلستان می‌باشد. از این‌رو بررسی هیدروشیمی و کیفی آب این رودخانه در بخش‌های شرب، کشاورزی و صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است.
مواد و روش­:در این پژوهش، جهت بررسی هیدروشیمی آب رودخانه دوغ از دیاگرام‌های استیف، پایپر و گیبس استفاده‌شد. کیفیت آب در بخش کشاورزی با استفاده از معیار ویلکوکس، درصد سدیم، نسبت منیزیم و اندیس نفوذپذیری ارزیابی شد. جهت بررسی آب در بخش شرب از شاخص NSFWQI، نمودار شولر و استانداردهای کیفیت آب استفاده‌شد. در نهایت کیفیت آب به لحاظ صنعت با استفاده از شاخص‌های خوردگی، لانژلیه و رایزنر ارزیابی شد.
یافته­ها و نتیجه‌گیری: نتایج هیدروشیمیایی نشان داد که Ca-Mg-HCO₃ رخساره‌ غالب هیدروشیمیائی و واکنش‌آب-سنگ عامل اصلی در کنترل شیمی آب رودخانه دوغ می‌باشند. براساس شاخص NSFWQI و دیاگرام شولر آب رودخانه در رده قابل قبول برای شرب قرار می‌گیرد. اما باتوجه به استانداردهای کیفی آب شرب، دو پارامتر کدورت و کلیفرم مدفوعی بالاتر از حد مجاز می‌باشند. از این رو آب رودخانه دوغ در بخش شرب نیاز به دو تصفیه فیزیکی و میکروبی دارد. براساس نتایج حاصل از درصد سدیم، نسبت منیزیم، شاخص نفوذپذیری و دیاگرام ویلکوکس، کیفیت آب این رودخانه برای کشاورزی خوب ارزیابی شد و نیازی به اصلاح خاک بعد از مصرف آن ندارد. اگرچه از نظر شاخص‌های مربوط به صنعت، آب تمایل نسبتا کمی به خورندگی دارد. اما استفاده از تجهیزات فلزی برای استحصال و انتقال آب بلامانع می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

هیدروشیمی؛ کیفیت آب؛ شاخص‌های کیفی آب؛ تحلیل خوشه‌ای؛ رودخانه‌دوغ

عنوان مقاله [English]

Hydrochemistry and water quality of Kalaleh Doogh river using graphical methods, cluster analysis, and quality indices

نویسندگان [English]

Hamidreza Abbassimoghadam¹؛ Mojtaba G.Mahmoodlu²؛ Nader Jandaghi²؛ Ali Heshmatpour²؛ Mostafa Seyed³

¹M.Sc student at Department of Watershed, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran

²Assistant prof. at Department of Watershed and Rangeland Management, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran

³Lecturer at University of Applied Science and Technology, Gonbad Branch, Gonbad Kavous, Iran

چکیده [English]

Doogh river is one of the main tributaries of Gorganroud in the east of Golestan province, which has an important role in supplying drinking water to Gonbad Kavous. Furthermore, it is one of the water supply sources of Golestan dam with agriculture use. Therefore, the study of hydrochemical and water quality of this river for drinking, agricultural, and industrial uses is of great importance. In this study, Stiff, Piper and Gibbs diagrams were used to investigate river hydrochemistry. Wilcox, sodium soluble percentage, magnesium ratio, and permeability index was evaluated to classify water for irrigation purpose. To investigate Doogh river water for drinking purpose, NSFWQI index, Schoeller diagram, and water quality standards were used. Eventually, water quality for industry was assessed using corrosivity ratio, Langelier Ryznar indices. Results showed Ca-Mg-HCO3 is dominant hydrochemical facies and rock-water interaction is the main controlling factor in river water chemistry. Based on NSFWQI index and Schoeller diagram, water quality was in acceptable class for drinking purpose. However, turbidity and fecal coliforms values based on water quality standards were higher than drinking limit and needs to be purified. Based on the results of sodium percentage, magnesium ratio, and permeability index, water quality is well evaluated for agriculture purpose. Industrial indices indicate that the relatively corrosive property. Water quality for irrigation purpose is well evaluated and there is no need for soil regeneration after use. Although Doogh river water is relatively corrosive, but it is save to use all metallic equipment to transfer and extract water

کلیدواژه‌ها [English]

Hydrochemical, Water quality, Water quality indices, Cluster analysis, Dooq Rive

مراجع

1. حسینی س.ر، جاهدی طرقی م. 1381. تجزیه و تحلیل ژئومورفولوژیکی سیلاب های رودخانه مادرسو (استان گلستان). مجله جغرافیا و توسعه منطقه‌ای. 7 :89-115.doi: 10.22067/GEOGRAPHY.V4I7.4197

2. خادم‌پور ف. شهیدی ع. 1396. ارزیابی کیفی آب های سطحی با استفاده از روش CWQI و نرم افزار Aquachem (مطالعه موردی: رودخانه قاین در خراسان جنوبی). فصلنامه پژوهش در بهداشت محیط. 30 (3): 786-179.doi:10.22038/JREH.2018.28890.1194

3. سالاری م، رادمنش ف.، زارعی ح. 1392. ارزیابی کمی و کیفی آب رودخانه کارون با استفاده از شاخص NSFWQI و روش AHP. مجله انسان و محیط زیست. 10(23)22-13.https://he.srbiau.ac.ir/article_3459.html

4. فریدگیگلو ب، نجفی‌نژاد ع، مغانی‌ بیلهسوار و، غیاثی ا. 1392. بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه زرینگل استان گلستان. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 20(1): 95-77.https://jwsc.gau.ac.ir/article_1086.html

5. قاسمی دهنوی ع، ساریخانی ر، حسینی س.ح، احمدنژاد ز، ابراهیمی ب. 1396. ارزیابی کمی و کیفی آب‌های سطحی با استفاده از تحلیل آماری در رودخانه آزنا لرستان. مجله محیط ریست و مهندسی آب. 2(4): 321-306.https://www.jewe.ir/article_40977.html

6. قره‌محمودلو م، رقیمی م، صفارزاده ع، خدایی ک. 1387. استفاده از روش‌های گرافیکی و آماری چند متغیره در تعیین عوامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی شهر بندرگز. فصلنامه زمین شناسی ایران. 2(7): 27-13.https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?ID=109379

7. محسنی بندپی ع، مجلسی م، کاظم پور ا. 1393. ارزیابی کیفیت آب رودخانه گل‌گل در استان ایلام بر اساس شاخص کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت (NSFWQI). مجله سلامت در حوزه. 1(4): 53-45.https://journals.sbmu.ac.ir/jhf/article/view/5561/5788

8. مروج م، ابراهیمی ک، کریمی‌راد ا. 1397. ارزیابی وضعیت کیفی رودخانه کارون براساس شاخص کیفیت آب و استفاده از GIS. فصلنامه اکوهیدرولوژی. 1(4): 233-223.doi:https://dx.doi.org/10.22059/ije.2017.60905

9. مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. 1391. آب آشامیدنی-ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی (1053).https://vct.iums.ac.ir/uploads/payvast1_ab_1053.pdf

10. میرزایی ر، عباسی ن، ساکی‌زاده م. 1396. ارزیابی کیفیت آب رودخانه ها در استان بوشهر با استفاده از کیفیت آب در طول سال‌های 1392-1390. مجله طب جنوب. 20(5): 480-470.http://ismj.bpums.ac.ir/article-1-899-fa.html

11. Clesceri LS. 2005. Standard method for the examination of water and wastewater. American Public Health Association. 15: 3635-42.
12. Doneen LD. 1964. Water quality for agriculture. Department of Irrigation, University of California, Davis. USA.

https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1927051

13. Kumar M, Kumari K, Ramanathan AL, Saxena R. 2007. Acomparative evaluation of groundwater suitability for irrigation and drinking purposes in two intensively cultivated districts of Punjab. India. Journal of Environmental Geology. 53: 553-574.https://link.springer.com/article/10.1007/s00254-007-0672-3

14. Liou S, Losl H. 2003. Application of two stage fuzzy set theory to river quality evaluation in https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00479-7 aiwan. Water Research. 37: 1406-1416.
15. Palliwal KV. 1972. Irrigation with saline water, ICARI Monograph No.2, New Delhi. 198 pp.https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=XF2016024859

16. Roy K, Karim MR, Akter F, Islam MS, Ahmed K, Rahman M, Datta DK, Khan MSA. 2018. Hydrochemistry, water quality and land use signatures in an ephemeral tidal river: implications in water management in the southwestern coastal region of Bangladesh. Applied water science. 8(2):78.http://dx.doi.org/10.1007/s13201-018-0706-x

17. Saleh A, Al-Ruwaih F, Shehata M. 1999. Hydrogeochemical processes operating within the main aquifers of Kuwait. Journal of Arid Environments. 42: 195-209.https://doi.org/10.1006/jare.1999.0511

18. Sikdar PK, Sarkar SS, Palchoudhury S. 2001. Geochemical evolution of groundwater in the Quaternary aquifer of Calcutta and Howrah, India. Journal of Asian Earth Scince. Revista BISTUA. 19: 579-594.https://doi.org/10.1016/S1367-9120(00)00056-0

19. Subramani T, Elango L, Damodarasamy SR. 2005. Groundwater quality and its suitability for drinking and agricultural use in Chithar River Basin. Tamil Nadu. India. Journal of Environmental Geology. 47: 1099-1110.http://dx.doi.org/10.1007/s00254-005-1243-0

20. Tripathi AK, Mishra UK, Mishra A, Tiwari S, Dubey P. 2012. Studies of hydrogeochemical in groundwater quality around Chakghat area. Rewa district. Madhya Pradesh. India. International Journal of Modern Engineering Research. 2(6): 4051-4059.
21. Wilcox LV. 1955. Classification and use of irrigation waters. U.S. Department of Agriculture. Circ. Washington. DC. US.

https://www.worldcat.org/title/classification-and-use-of-irrigation-waters/oclc/1042101340

22. Zhang W, Ma L, Abuduwaili J, Ge Y, Issanova G, Saparov G. 2019. Hydrochemical characteristics and irrigation suitability of surface water in the Syr Darya River, Kazakhstan. Environmental Monitoring and Assessment. 191(9): 572.https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10661-019-7713-8