ارزیابی کیفی آب رودخانه دز از نظر کارایی در سیستم‌های آبیاری تحت فشار

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

دوره 15، شماره 55، بهمن 1401، صفحه 119-136   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/wej.2023.17899.2031

نویسندگان

سعید آزیش¹؛ علی عصاره^{* 2}؛ داود خدادادی دهکردی²

¹دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران .

²استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

تاریخ دریافت: 06 خرداد 1397،  تاریخ بازنگری: 24 خرداد 1400،  تاریخ پذیرش: 09 اسفند 1401 

چکیده

چکیده
مقدمه: محدودیت منابع آب کشور و تشدید این محدودیت که ناشی از تداوم افزایش میزان تقاضا است، سبب گردیده تا حداکثر استفاده از منابع آب موجود و افزایش بهره­وری و درنتیجه افزایش تولید در واحد سطح مطرح گردد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی کیفی آب رودخانه دز از نظر کارایی در سیستم­های آبیاری تحت فشار انجام گرفت.
روش­: برای ارزیابی کیفیت آب رودخانه دز از نظر کارایی در سیستم آبیاری تحت فشار 7 ایستگاه سپید دشت سزار، سپید دشت زاز، تنگ پنج سزار، تنگ پنج بختیاری، دزفول، حرمله و بامدژ  انتخاب شد. داده­های کیفی آب رودخانه دز، طی یک دوره ده ساله، از سازمان آب و برق خوزستان در سال‎های 93-1384 اخذ شد.
یافته­ ها: ارزیابی کیفی آب با استفاده از نمودار پایپر نشان داد کیفیت آب در ایستگاه سپید دشت سزار، سپید دشت زاز و تنگ پنج سزار از نوع بی­کربناته- کلسیمی می­باشد. اما در ایستگاه­های حرمله و بامدژ، غالب نمونه­ها در منطقه خنثی قرار می­گیرند. نتایج نشان داد میزان شوری از بالادست رودخانه به سمت پایین­دست افزایش می­یابد؛ بطوری­که در ایستگاه بامدژ در 95 درصد مواقع دارای محدودیت کم تا متوسط از نظر استفاده در آبیاری قطره­ای است. با توجه به میانگین SAR و میانگین EC رودخانه دز فاقد محدودیت از نظر ایجاد مسئله نفوذ می­باشد. نتایج نشان داد که ضریب همبستگی (r) کاتیون­ها، بین 67/0 تا 78/0 و آنیون­ها از 249/0- تا 6/0 متغیر بود. از ایستگاه حرمله به سمت پایین دست، از نظر کلر، آب رودخانه دارای محدودیت کم تا متوسط در آبیاری بارانی می­باشد. بیشترین محدودیت بی­کربنات در ایستگاه سپید دشت زاز در 50/97 درصد مواقع از نظر استفاده در آبیاری بارانی مشاهده شد. بررسی­ها نشان داد میزان سدیم در ایستگاه­های حرمله و بامدژ نسبت به ایستگاه دزفول به ترتیب 134 و 233 درصد رشد داشته است. همچنین در تمام ایستگاه­ها شاخص اشباع لانژیلر منفی است و رسوب کربنات کلسیم ایجاد نخواهد شد.
نتیجه ­گیری: با ورود زهکش­های بسیار در پایین دست، به رودخانه دز مشاهده شد، در ایستگاه­های حرمله و بامدژ با اینکه دبی افزایش یافته است، میزان EC، TDS، کاتیون­ها و آنیون­ها نیز افزایش یافته است. ورود این زهکش­ها در پایین دست رودخانه باعث شد از ایستگاه حرمله به سمت پایین­دست، میزان کلر بیش از 3 میلی­اکی­والان بر لیتر شود که آب رودخانه دارای محدودیت کم تا متوسط در آبیاری بارانی از نظر کلر ­باشد. همچنین میزان سدیم  از ایستگاه دزفول به بعد رشد چشمگیری دارد؛ به طوری که میانگین غلظت سدیم در ایستگاه­های حرمله و بامدژ نسبت به ایستگاه دزفول به ترتیب 134 و 233 درصد رشد داشته است. یشترین محدودیت بی­کربنات از نظر استفاده در آبیاری بارانی، در ایستگاه سپید دشت زاز به میزان 50/97 درصد مواقع مشاهده شد. نتایج تحقیق نشان داد در تمام ایستگاه­های مورد مطالعه شاخص اشباع لانژیلر منفی است و رسوب کربنات کلسیم ایجاد نخواهد شد. نشان داد بیش از 99 درصد نمونه­های اندازه­گیری شده در کلاس C2 و C3 قرار دارند.

کلیدواژه‌ها

کیفیت آب؛ آبیاری تحت فشار؛ رودخانه دز؛ ویلکاکس

عنوان مقاله [English]

Quality assessment of Dez River water in terms of efficiency in pressurized irrigation systems

نویسندگان [English]

Saeed Azish¹؛ Ali Asareh²؛ Davoud Khodadadi Dehkordi²

¹Former MSc Student of Department of Water Engineering and Sciences, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

²Assistant Prof. of Department of Water Engineering and Sciences, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

چکیده [English]

Abstract
Introduction: The limitation of the country's water resources and the aggravation of this limitation, which is caused by the continuous increase in the demand, has caused the maximum use of the available water resources and the increase in productivity and, as a result, the increase in production per unit area. The present research was conducted with the aim of evaluating the water quality of Dez River in terms of efficiency in pressurized irrigation systems.
Methods: For quality assessment of Dez River water in terms of efficiency in pressurized irrigation systems, 7 hydrometric stations were selected including Sepid dashte Sezar, Sepid dashte zaz, Tange pange sezar, Tange pange bakhtiari, Dezful, Harmaleh, and Bamdezh. Qualitative data of Dez River water along a decade (2005-2014) were taken from Khuzestan water and power authority.
Findings: The Qualitative analysis using piper diagram showed that water quality in Sepid dashte Sezar, Sepid dashte zaz and Tange pange sezar stations was calcium bicarbonate. Although, in Harmaleh and Bamdezh stations the most of samples were neutral. The results showed that salinity amount was increased from the upstream to the downstream of the river. Whereas, Bamdezh station had low to medium limitation at 95 percent of times for drip irrigation usage. Dez River had no limitation for infiltration due to suitable averages of SAR and EC. Besides, cations and anions coefficient of correlation was variable between 0.67 to 0.78 and -0.249 to 0.6 respectively. Chlorine in the river water from Harmaleh station toward the downstream of the river, had low to medium limitation for sprinkler irrigation usage. The most limitation of bicarbonate was observed at 97.5 percent of times in Sepid dashte Sezar station for using sprinkler irrigation. In addition, sodium amount in Harmaleh and Bamdezh stations compared to Dezful station increased 134 and 233 percent respectively. Langelier Saturation Index (LSI) was negative in the entire stations and calcium carbonate sediment won’t be created.
 

کلیدواژه‌ها [English]

Water quality, Pressurized irrigation, Dez River, Wilcox

مراجع

1.       Abbaspour, M., Javid, A.H., Mashinchian, A., and Habibi, A. 2017. Study of some physical & chemical properties of water of Khersan River & analysis the statistical relations thereof.  Journal of Environmental Science and Technology, 19(3): 1-15. [In Persian].

2.       APHA, AWWA, WEF. 1998. Standard Methods for the examination of water and Wastewater, 20^th Edition, Washington D.C.ers.

3.        Ayers, R.S., and Westcot D.W. 1985. Water quality for agriculture. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Irri. And Drain, Paper No.29.

4.                Baqherkhani, A., and Zareabyaneh, H. 2019. Performance Evaluation of Some Drip Irrigation System (Case Study: Sonqor city). Water and Soil Science, 29(2): 141-154. [In Persian].

5.        Bahrami, F., and Dastourani, M. 2019. Quality Assessment of Groundwater in the Plain of Sarayan Using Water Quality Index (WQI). Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 4(13): 1064-1074. [In Persian].

6.        Bani Vaheb A.R., and Mazlom, E, 2008. A study of the ifissues and problems of the exploitation of the irrigation and drainage networks and significance of people’s participation (Case study: Ardak dam basin). Journal of Studies of Human Settlements Planning, 3(6): 7-22. [In Persian].

7.       Berner, E.K., and Berner, R.A. 1987. The Global Water Cycle. Geochemistry and Environment, Prentice Hall, Inc, 34.

8.       Chessman, B., and Townsend, S. 2009. Differing effects of catchment land use on water chemistry explain contrasting behaviour of a diatom index in tropical northern and temperate southern Australia. Ecological Indication, 10 (1010): 620-626.

9.       Eion, M., and Cameron, M. 1996. Hydro geochemistry of the Fraser River, British Columbia: seasonal variation in major and minor components, Conada, Journal of Hydrology, 182(1-4): 209-225.

10.    FAO. 1994. Water quality for agriculture. Irrigation and drainage paper, No: 29, 156p.

11.    Farzamniya, M., Kouhi, N., and Dehghanisanij, H. 2010. Introducing the subsurface drip irrigation system (SDI) and managing its operation. Technical magazine, No. 38. [In Persian].

12.   Fernández, A.C., Fernández, A.M., and Domínguez, C.T., Santos, B.L. 2006. Hydrochemistry of northwest Spain ponds and relationships to groundwaters. Journal of the Ecology of the Iberian Inland Waters, Madrid, Spain, 25(1-4): 433-452.

13.   Ghale, Y.A.G., Baykara, M., and Unal, A. 2017. Analysis of decadal land cover changes and salinization in Urmia Lake Basin using remote sensing techniques. Natural Hazards and Earth System Sciences, 1-15.

14.    Gupta, S., Dandele, P.S., Verma, M.B., and Maithani, P.B. 2009. Geochemical Assessment of Groundwater around Macherla- Karempudi Area, Guntur District, Andhra Pradesh. Journal of the Geological Society of India. 73: 202-212.

15.   Hossieni, P., Ildoromi, A.R.; and Hossieni, A.R. 2013. Assimilative capacity of the River Karun using index NSFWQI in the range of Zergan-Kut Amir (during the 5 year). Journal of Human & Environment, 11(2): 1-11. [In Persian].

16.   Kiani Pouya, A., and   Rasouli, F. 2011. Evaluation of Groundwater Quality for Irrigation in Central Plain of Fars Province, Iran. Iranian Journal of Soil Research, 24(3): 273-282. [In Persian].

17.    McNeil, V.H., Malcolm, E.C., and Preda, M. 2005. Assessment of chemical water types and their spatial variation using multi-stage cluster analysis, Queensland, Australia. Journal of Hydrology 310: 181–200.

18.   Ministry of Energy Iran Water Resources Management CO Deputy of Research. 2005. Instruction for feasibility study of pressurized irrigate on system for technical, socio-economic and environmental point of view. Islamic Republic of Iran. 334: 33-39. [In Persian].

19.   Nakhaee, M., Moosaee, F., Ramezani, A., and Amiri, V. 2011. Qualitative assessment of Karun River and its tributaries in Chaharmahal Bakhtiari province. Iranian Journal of Geology, 5(72): 59-72. [In Persian].

20.   Ngoye, E., and John, F.M. 2004. The influence of land use patterns in the Ruva river watershed on water quality in the river system. Www. Elsevier. Com/ located/ pce. PHysics and chemistry of the Earth, 29: 1161- 1166.

21.   Oinam, J.D., Ramanathan, A.L., and Jayalakshmi, S.G. 2012. Geochemical and statistical evaluation of groundwater in Imphaland Thoubal district of Manipur, India. Journal of Asian Earth Sciences, 48(2): 136-149.

22.   Pasereh, F., Hasani, A.H., Hoseni, N., and Javid, A.H. 2017. Investigating the Chaneges of Sulphate in Potabale Water of Yasuj City and preparing its Qualitative Plan by Means of GIS Tools. Journal of Environmental Science Technology, 18(1): 14-20. [In Persian].

23.   Qadir, M., Schubert, S., Ghafoor, A., and Murtaza, G. 2001. Amelioration strategies for Sodic soils: a review. Land degradation & Development, 12(4): 357-386.

24. Rahim Souri, Y., Yaghoubpour, A., and Modiri, S. 2011. Hydro geochemistry and investigation of water quality of springs and drinking water of villages located in the catchment area of Agh Dareh River, North of Bakhtar Takab, and West Azarbaijan Province. Scientific Journal Quarterly GEOSCIENCES, 21(82): 77-82. [In Persian].
25. Rahimi, L., Dehghani, A.A., and Khalil Ghorbani, K. 2016. Comparison of Total flow, Base flow and Water-Quality Characteristics Trend in Arazkuseh Hydrometric Station. Journal of Watershed Management Research, 7(13): 83-91. [In Persian].
26. Riyahikhoram, M., and Nafe, M. 2008. Evaluation of seasonal changes in the water quality of Gamasiab River in Nahavand city. 11th National Environmental Health Conference, Zahedan University of Medical Sciences, Zahedan, Iran. [In Persian].
27. Saadat, S., Dehghany, F., Rezaei, H., Esmaeelnejad, L., and Maleki, P., 2020. Effects of salinity and Ca:Mg ratio of irrigation water on pistachio seedlings phosphorus planted under greenhouse conditions. Desert. 25(1): 25-32.
28. Sajadi, M., Zeinedini, A., and Mahmudi, Sh. 2012. Quality impacts of irrigation on soil properties and yield of pistachio in plain Robat Shahrbabak. Journal of Irrigation and Water Engineering, 2(7):36-47. [In Persian].
29. Shahnoushi, N., Taherpour, H., Fatemi, M., and Allameh, A.A. 2020. An Investigation on Effects of Implementing under Pressure Irrigation Projects on Agriculture Sector Productivity in Khorasan Razavi. Agricultural Economics, 13(4): 1-18. [In Persian].
30. Shankar, K., Aravindan, S., and Rajendran, S. 2010. GIS based Groundwater Quality Mapping in Paravanar River, Sub-Basin, Tamil Nadu, India. International Journal of Geomatics and Geomatics and Geoscienes, 1(3): 282-296.
31. Shokouhifar, M., and Izadpanah, Z. 2014. Investigating the relationship between Cl, HCO3, EC and TDS with the discharge of the Karun River in the cold and hot seasons of the year using regression analysis. The First National Conference on Challenges on Water Resources & Agriculture, by Iranian Association Of Irrigation and Drainage In Isfahan, Iran. [In Persian].
32. Todd, D.K, and Mays, L.W. Groundwater Hydrology. John Wiley and Sons, New York, 535.
33. Wadu, M.M., Scott Kroeker, V.K.M., and Akinromi, O.O. Exchangeable Calcium/Magnesium Ratio Affects Phosphorus Behavior in Calcareous Soils. Soil Science Society of America Journal, 77: 2004-2012.

Zi-long, L., Yin-hui, L., Yong-fu, W., and Zhong- xiao, G. 2013. The optimal selection of irrigation systems based on the evidence theory. Applied Mechanics and Materials, 405-408: 2194-2200.