بررسی کیفیت آب‌های زیرزمینی برای مصارف کشاورزی در بخش‌هایی از استان کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور استان کرمان، مرکز رفسنجان

چکیده

این پژوهش به منظور بررسی کیفی آب زیرزمینی بخش‌هایی از شمال و مرکز استان کرمان انجام شد و از محدوده هشت شهرستان (کرمان، زرند، بم، بردسیر، جیرفت، بافت، فاریاب و رفسنجان) تعداد 534 نمونه آب از منابع آب زیرزمینی برداشت گردید و غلظت یونهای Na+، Ca+2، Mg+2، Cl-، SO4-2، HCO3-2 تعیین شد. همچنین شاخص‌هایی مانند کل مواد جامد محلول (TDS)، نسبت جذب سدیم (SAR)، شاخص نفوذپذیری (PI)، بی‌کربنات سدیم باقیمانده (RSBC)، هدایت الکتریکی (EC)، پتانسیل شوری (PS)، خطر منیزیم (MH)، سختی آب (TH)، درصد سدیم محلول در آب (SSP) تعیین و ارزیابی شد. برای رسم نمودار‌های بررسی و مقایسه خصوصیات آب از نرم‌افزار AqQA استفاده گردید. بر اساس نتایج، بیش از 37% از منابع مورد مطالعه از نظر شوری در ردیف آب‌های نامناسب (شوری بالاتر از dS/m 2) قرار داشت. شهرستان‌های زرند و رفسنجان از نظر شاخص‌های کیفیت آب زیر‌زمینی در شرایط نامطلوبی قرار داشت چرا که شاخص‌های EC، SAR، PS، TH، SSP و MH در یکی یا هر دوی این شهرستان‌ها در شرایط بحرانی بود، ولی از نظر استاندارهای آب کشاورزی، اغلب دیگر مناطق مطالعه شده دارای آب با کیفیت مناسبی بود. تیپ ترکیبی آب زیر‌زمینی در تمامی مناطق Ca-Mg-SO4-Cl به­دست آمد، به طوری که در شهرستان‌های شمالی‌تر استان مانند رفسنجان، زرند، بردسیر و همچنین شهرستان‌های بم و کرمان آنیون غالب آب کلر بود در حالی که در مناطق فاریاب، بافت و جیرفت وضعیت آنیونهای غالب آب کمی به سمت سولفاته شدن پیش می‌رود. در منابع آب مورد مطالعه در اغلب شهرستان‌ها Na+>Mg2+>Ca2+ است و آنیون غالب کلر را دارند و بی‌کربنات کمی نسبت به سایر آنیونها در نمونه‌های آب مشاهده ‌گردید. همچنین بر اساس نتایج، رخساره غالب آب در تمامی مناطق Na-Cl و Mg-Cl بود، لذا لازم است آبها با مدیریت صحیح مورد استفاده قرار گیرند و متناسب با شرایط شیمیایی آنها گیاه مناسب انتخاب شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Quality of Groundwater for Agricultural Purposes in Parts of Kerman Province

نویسنده [English]

  • Somayeh Sadr
Assistant Professor of Agriculture, Payame Noor University, Kerman Province, Rafsanjan Center.
چکیده [English]

This research was conducted in order to investigate the quality of groundwater for agricultural use in the northern and central parts of Kerman Province. In this study, there were 534 water samples from 8 counties (Kerman, Zarand, Bam, Bardsir, Jiroft, Baft, Faryab, and Rafsanjan), which were collected from different sources, and concentration of Na+, Ca+2, Mg+2, Cl-, SO4-2, and HCO3-2 was determined. Also, indicators such as Total Dissolved Solids (TDS), Sodium Absorption Ratio (SAR), Permeability Index (PI), Residual Sodium Bicarbonate (RSBC), Electrical Conductivity (EC), Salinity Potential (PS), Magnesium Hazard (MH), Water Hardness (TH), percentage of sodium soluble in water (SSP) were determined and evaluated. After determining the quality characteristics of water, the results were compared and interpreted with water standards for agriculture. AqQA software was used to draw graphs to investigate and compare water characteristics. Based on the results, more than 37% of the studied resources were classified as unsuitable (salinity above 2 dS/m) in terms of salinity. Zarand and Rafsanjan counties had unfavorable conditions in terms of groundwater quality indicators, with EC, SAR, PS, TH, SSP and MH in critical conditions in one or both counties, but, in terms of agricultural water standards, the other sites had good quality water. The combined type of underground water in all areas was Ca-Mg-SO4-Cl: while in the northern parts of the province, such as Rafsanjan, Zarand, Bardsir, as well as Bam and Kerman, the predominant anion of water was chlorine, in Faryab, Baft and Jiroft, the status of the predominant anions was slightly sulfate. In most of the counties, Na+>Mg+2>Ca+2 were the dominant anions of chlorine-waters, and little bicarbonate was observed. Also, the dominant water in all areas were Na-Cl and Mg-Cl . Therefore, it is necessary to manage water properly and plant crops suitable for the chemical conditions of waters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • AqQA software
  • Magnesium hazard
  • Water hardness

مراجع

  1. اسکندری، ح.، خسروی، ح.، و ابوالحسنی، ا.، 1398. ارزیابی تأثیر تغییرات کاربری بر کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت زرند با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و زمین‌آماری. مجله مخاطرات محیط طبیعی. شماره 8 جلد 20 صفحه‌های 67 تا 82.
  2. بیگلری، ن.، و سیاری، ن.، 1396. ارزیابی پارامترهای کیفی جریان آب قنات بم با مدل AqQa، سومین کنفرانس سالانه پژوهش‌های معماری، عمران و مدیریت شهری، شیراز. 21 اردیبهشت.
  3. جعفری مهدی‌آباد، ف.، عبدالهی عزت‌آباد، م.، و اسلامی، م‌ ر.، 1395. بررسی آثار اقتصادی و اجتماعی بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب در دشت رفسنجان – انار در استان کرمان. اقتصاد کشاورزی و توسعه. 23(93):193-221
  4. رهنما، س.، و سیاری، ن.، 1398. بررسی روند تغییرات پارامترهای شیمیایی کیفیت آب رودخانه تجن با استفاده از تحلیل مؤلفه‌های اصلی و نرم‌افزار Aqua chem. انسان و محیط‌زیست. شماره 48: 14 تا 25.
  5. زارع، ح.، و خالدیان، م ر.، 1396. بررسی تغییرات مکانی و زمانی شوری آب‌های زیرزمینی استان کرمان به‌منظور استفاده در آبیاری قطره‌ای پسته. نشریه آبیاری و زهکشی ایران 11(5): 810-821.
  6. زمزم، ع.، و رهنما، م ‌ب.، 1391. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی با مدل ریاضی MT3DMS (مطالعه موردی: دشت رفسنجان). مجله پژوهش آب ایران، شماره 6 جلد 10 صفحه‌های 203 تا 207.
  7. شاهی دشت، ع ر.، و عباس نژاد، ا.، 1389. مدیریت منابع آبی، چالش‌ها و راهکارها (مطالعه موردی: استان کرمان) چهارمین کنگره بین‌المللی جغرافیدانان جهان اسلام 25 تا 27 فروردین. زاهدان. ایران.
  8. صالحی، س.، اسماعیلی، ع.، و فرهادی، ه.، 1401. تعیین کیفیت آب‌های زیرزمینی با استفاده از سیستم GIS_AHP مبنا و مقایسه آن با دیاگرام ویلکوکس (مطالعه موردی دشت رفسنجان)، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر. شماره 54 جلد 1 صفحه‌های 284 تا 298.
  9. صداقتی، ن.، حسینی­فرد، ج.، عبدالهی عزت‌آبادی، م.، محمدی محمدآبادی، ا.، و نیکوئی دستجردی، م.، 1398. اثر تغییر سیستم آبیاری از روش سطحی (غرقابی) به زیرسطحی با لوله‌های پی‌وی‌سی (PVC) بر شوری خاک، رشد و عملکرد درختان پسته. علوم و فناوری پسته. 4(8).28-42
  10. عبا­ نژاد، ا.، و دهقانی، م.، 1395. بررسی فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی مؤثر بر کیفیت آب زیرزمینی دشت راین، کرمان با استفاده از روش‌های زمین آمار، ژئوشیمی. شماره 5 جلد 2 صفحه‌های 145 تا 155.
  11. عطایی، ع.، اکبری، م.، نیشابوری، م ‌ر.، زارع حقی، د.، و عنابی­میلانی، ا.،1398 . پاسخ گیاه پسته به توزیع رطوبت و شوری در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13(1): 15-128.
  12. فرهادی، ص.، محمدی، م.، محمدی، ج.، و بهرام­خانی، ح.،1396. بررسی کیفی آب‌های زیرزمینی دشت ابهر-زنجان، دهمین همایش ملی زمین‌شناسی دانشگاه پیام نور، 13 و 14 اردیبهشت.
  13. ملکی گنادیشی، ف.، و رهنما، م ‌ب.، 1387. بررسی کیفی آب‌های زیرزمینی دشت زرند از نظر شرب با استفاده از زمین‌آمار و نرم‌افزار +GS. دومین همایش ملی آب و فاضلاب (با رویکرد بهره‌برداری) مهرماه ۱۷ ۱۶، تهران
  14. نشاط، ع.، و غلامرضایی، ر.، 1400. کیفیت آب‌های زیرزمینی با استفاده از نرم‌افزار AqQA و تعیین مناسب‌ترین روش پهنه‌بندی (مطالعه موردی دشت رفسنجان). علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. شماره 20 جلد 10 صفحه‌های 161 تا 177.
  15. Abdel-Satar, A., Al-Khabbas, A., Alahmad, W., Yousef, W., Alsomadi, R., and Iqbal, T., 2017 Quality assessment of groundwater and agricultural soil in Hail region, Saudi Arabia, Egypt. J. Aquat. Res. 43(1):55-64.
  16. Ayers, R S., and Westcot, D W., 1994. Water Quality for Agriculture, Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Publication number 29, Rome, Italy.
  17. Bekbaev, R., Vyshpolsky, F., Ibatullin, S., Mukhamedjanov, Kh., and Bekbaev, U., 2005. Influence of application of phosphogypsum on infiltration rate of solonetzic soil. Bull agriculture Science. Kazakhstan (in Russian) 7: 18-20.A
  18. Bustan, A., Sagi, M., De Malach, Y., and Pasternak, D., 2004. Effects of saline irrigation water and heat waves on potato production in an arid Field Crops Res 90:275–285
  19. Chapman, H D., and Pratt, P F., 1962. Methods of analysis for soils, plants and waters. Soil Sci. 93(1): 68
  20. Chitsazan, M., Aghazadeh, N., Mirzaee, Y., and Golestan, Y., 2017. Hydrochemical characteristics and the impact of anthropogenic activity on groundwater quality in suburban area of Urmia city, Iran, Environ Dev Sustain 21: 331-351.
  21. Delgado, C., Pacheco, J., Cabrera, A., Batllori, E., Orellana, R., and Bautista, F., 2010. Quality of groundwater for irrigation in tropical karst environment: The case of Yucatan, Mexico. Agric. Water Manag. 97: 1423–1433.
  22. Dhanasekarapandian, M., Chandran, S., SaranyaDevi, D., and Kumar, V., 2016. Spatial and temporal variation of groundwater quality and its suitability for irrigation and drinking purpose using GIS and WQI in an urban fringe, J. African Earth Sci. 124:270-288.
  23. Doneen, L D., 1964. Notes on Water Quality in Agriculture published as a Water Science and Engineering Paper 4001, Department of Water Science And Engineering, University of California.
  24. Durov, S A., 1959. Geometriceskij metod v gidrochimii. Rostovskoje kniznoje izdatelstvo, Rostov. USSR. (Geometrical methods in hydrochemistry).
  25. Eaton, F M., 1950. Significance of carbonate in irrigation waters. Soil Sci. 67(3): 128-133.
  26. Gholami, S., Srikantaswamy, S., 2009. Analysis of agricultural impact on the Cauvery river water around KRS dam. World Appl Sci J. 6:1157–1169.
  27. Gupta, R., and Misra, A., 2016 Groundwater quality analysis of quaternary aquifers in Jhajjar District, Haryana, India: Focus on groundwater fluoride and health implications. Alex. Eng. J. 57(1): 375-381.
  28. Gupta, S K., and Gupta, I C., 1987. Management of Saline Soils and Water. Oxford and IBH publication, New Delhi, India.
  29. Hem, J D., 1991. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. Geological Survey Water-Supply Paper 1973, U.S. Government Printing Office, Washington DC, 363 p.
  30. Hosseinifard, S j., Mirzaei Aminiyan, M., 2015, Hydrochemical Characterization of Groundwater Quality for Drinking and Agricultural Purposes: A Case Study in Rafsanjan Plain, Iran. Water Qual Expo Health 7:531-544.
  31. Hussain, M., Ahmed, S M., and Abderrahman, W., 2008. Cluster analysis and quality assessment of logged water at an irrigation project, eastern Saudi Arabia. J Environ Manag 86:297–307
  32. Joshi, D M., Kumar, A., and Agrawal, N., 2009. Assessment of the irrigation water quality of river Ganga in Haridwar district. Rasayan. J. Chem. 2(2): 285-292.
  33. Karlberg, L., and de Vries, FWP, 2004. Exploring potentials and constraints of low-cost drip irrigation with saline water in sub-Saharan Africa. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 29: 1035-1042.
  34. Kaur, T., Bhardwaj, R., and Arora, S., 2017. Assessment of groundwater quality for drinking and irrigation purposes using hydrochemical studies in Malwa region, southwestern part of Punjab, India. Appl. Water Sci. 7(6): 3301-3316.
  35. Kumar, M., Kumari, K., Ramanathan, A L., and Saxena, R., 2007. A comparative evaluation of groundwater suitability for irrigation and drinking purposes in two intensively cultivated districts of Punjab, India. J. Environ. Geol. 53: 553-574.
  36. Liu, M X., Yang, J S., Li, X M., Mei, Y u., Wang, J., 2012. Effects of irrigation water quality and drip tape arrangement on soil salinity, soil moisture distribution, and cotton yield (Gossypium hirsutum L.) under mulched drip irrigation in Xinjiang, China. J Integr Agric 11(3):502–511.
  37. Mass, E V., 1984. Salt tolerance of plants. In: B. R. Christie (Ed.), Hand book of Plant Science in Agriculture. CRC Press, Boca Raton, Fl.P:1- 25.
  38. Mortazavi, S M., Solaimani, K., Matkan, A A., Habibnejad, M., and Ahmadi, , 2014 The Effect of degradation of ground water resources on capital of pistachio growers in Kerman province. Curr World Environ. 9(3):932–939.
  39. Obiefuna, G I., and Sheriff, A., 2010. Assessment of shallow groundwater quality of Pindiga Gombe area, Yola Area, NE, Nigeria for irrigation and domestic purposes. Research Journal of Environmental and Earth Sciences 3(2): 131-141.
  40. Palliwal, K V., 1972. Irrigation with Saline Water, ICARI Monograph No.2, New Delhi, p198.
  41. Pansu, M., and Gautheyrou, J., 2006, Handbook of Soil Analysis Mineralogical, Organic and Inorganic Methods. Springer.
  42. Park, S., 2005. Regional hydrochemical study on salinization of coastal area of South Korea. J. Hydrol., 313(3-4): 182-194.
  43. , C S., 2010. Soil and plant analysis: A Laboratory Manual of Methods for the Examination of Soils and Determination of the Inorganic Constituents of Plants. Scientific Publishers, India.
  44. Pittman, D W., 1918. Soil factors affecting the toxicity of alkali. Journal of Agricultural Reasearch.15:235-243.
  45. Purushothman, P., Rao, M S., Kumar, B., Rawat, Y S., Krishan, G., Gupta, S., Marwah, S., Bhatia, A K., Kaushik, Y B., Angurala, M P., and Singh, G P., 2012. Drinking and irrigation water quality in Jalandhar and Kapurthala Districts, Punjab, India: using hydrochemistry. Int. J. Earth Sci. Eng. 5(6), 1599-1608.
  46. Richards, L A., 1954. Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. Agriculture Handbook 60. USDA and IBH Publications, New Delhi, India.
  47. Safdari, Z., Nahavandchi, H., and Joodaki, G., 2022. Estimation of Groundwater Depletion in Iran’s Catchments Using Well Data.Water. 14(1):131.
  48. Saemian, P., Tourian, M J., AghaKouchak, A., Madani, K., Sneeuw, N., 2022. How much water did Iran lose over the last two decades? Journal of Hydrology: Regional Studies: 41,
  49. Saleh, A., Al-Ruwaih, F., and Shehata, M., 1999. Hydrogeochemical processes operating within the main aquifers of Kuwait. J. Arid Environ. 42:195-209.
  50. Sappa, G., Ergul, S., and Ferranti, F., 2014. Water quality assessment of carbonate aquifers in southern Latium region, Central Italy: a case study for irrigation and drinking purposes. Appl Water Sci 4:115-128.
  51. Singhal, B B S., and Gupta, R P., 1999. Applied Hydrogeology of Fractured Rocks. Kluwer Academic Publisher, 400 pp
  52. Soleimani, H., Abbasnia, A., Yousefi, M., Mohammadi, A A., and Changani Khorasgani, F., 2018. Data on assessment of groundwater quality for drinking and irrigation in rural area Sarpol-e Zahab city, Kermanshah province, Iran. Data in Brief 17: 148–156.
  53. A User’s Guide to RockWare Aq.Qa, Version 1.1, Golden, Colorado 80401, USA, 2003-2004.
  54. Szabolcs, I., and Darab, C., 1964. The Influence of Irrigation Water of High Sodium Carbonate Content of Soils. Proceedings of 8th International Congress of ISSS, 2, 803-812.
  55. Tucker, B B., and Kurtz, L T., 1961. Calcium and magnesium determinations by EDTA titrations. Soil Sci Soc Am J. 25: 27-29.
  56. Wilcox, L., 1955. Classification and Use of Irrigation waters. United States Department of Agriculture. Washington.
  57. Zangen, M., 1962. Titration of carbonate-bicarbonate leach solutions. J. Appl. Chem. 12: 92-96.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 37، شماره 3
آذر 1402
صفحه 305-322

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار