اثر سیل در تغییر پارامترهای کیفی آب رودخانه زرین‌گل، استان گلستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبد کاووس

2 استادیار گروه شیلات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبد کاووس

چکیده

به‌منظور بررسی تاثیر سیل بر روی پارامترهای کیفی آب رودخانه زرین‌گل، از پنج ایستگاه بر روی رودخانه در سه دوره قبل، همزمان و بعد از وقوع سیل نمونه‌برداری و برخی از پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب تعیین‌‌شد. برای مقایسه و تعیین اختلاف آماری بین پارامترها کیفی از آزمون F استفاده‌شد. سپس تغییرات هیدروژئوشیمیایی رودخانه، عوامل مؤثر در کنترل ترکیب شیمیایی و همچنین فرآیندهای غالب آب رودخانه تعیین‌شد. درنهایت جهت پیش‌بینی احتمال رسوب و یا انحلال برخی از کانی‌ها کربناته و تبخیری در هر سه دوره، از شاخص‌های اشباع استفاده‌شد. نتایج این پژوهش نشان‌داد که در زمان سیل یون‌های کلراید و سدیم یونهای غالب آب بوده و بیشترین تغییرات در زمان‌های مختلف مربوط به دو یون مذکور می‌باشد. تیپ غالب آب رودخانه در زمان‌های قبل و بعد از وقوع سیلاب بیکربنات منیزیک می‌‌باشد. درحالیکه در زمان وقوع سیل به سولفات تا کلرید سدیک تغییر می‌یابد. براساس دیاگرام‌های پایپر و دوروف اکثر نمونه‌های مربوط به قبل و بعد از وقوع سیلاب دارای رخساره‌های نزدیک به منطقه تغذیه (بیکربناته) هستند. درحالیکه در زمان وقوع سیلاب با فراوانی یونهای کلراید و سولفات در آب، رخساره‌های ترکیبی غالب می‌شوند و میزان TDS آب در این زمان تقریبا سه برابر قبل از وقوع آن می‌باشد. براساس تجمع، توزیع و جهت یافتگی نمونه‌ها بر روی دیاگرام گیبس،  عامل اصلی کنترل کننده شیمی آب رودخانه زرین‌گل در هر سه دوره، هوازدگی شیمیایی کانی‌های تشکیل دهنده سنگ‌های حوضه می‌باشد. همچنین براساس نتایج حاصل از نسبت‌های ‌یونی، انحلال برخی از کانی تبخیری نظیر ژیپس همزمان با پدیده تبادل کاتیونی از جمله فرآیندهای غالب هیدروژئوشیمیایی در زمان وقوع سیل می‌باشد. درحالی‌که در بیشتر نمونه‌های مربوط به قبل و بعد از سیل فرآیند عکس تبادل یونی غالب می‌باشد. براساس نتایج حاصل از نمودارهای دو متغیره، منشأ اصلی شوری آب رودخانه زرین‌گل انحلال کانی‌ها تبخیری (نظیر هالیت) متعلق به سازند مبارک می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of flood on changing water quality parameters in Zarrin-Gol River, Golestan province

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Ghareh Mahmoodlu 1
  • Nader Jandaghi 1
  • Mohammad Gholizade 2
1 Assistant Professor of Watershed and Rangeland Management Department, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Iran.
2 Assistant Professor of Department of Fisheries, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Iran.
چکیده [English]

To investigate the flood effect on changing the Zarrin-Gol water quality parameters, water was sampled from five stations on the river in three periods before, during, and after a flood and then some physicochemical parameters were determined. F-test was used to compare and determine the statistical difference between the qualitative parameters. Then, the hydrogeochemical changes of the river, effective factors in controlling the chemical composition as well as the dominant processes of the river water were determined. Finally, saturation indices were used to predict the possibility of precipitation/dissolution of some carbonate and evaporative minerals in all three periods. Results revealed that during the flood, chloride, and sodium ions were predominant ions in water and the most changes at different times were related to these two ions. The predominant water type in the periods before and after the flood was Mg-HCO3. Based on the Piper and Durov diagrams, most pre- and post-flood samples have facies of recharge areas. While, during the flood, with the abundance of chloride and sulfate ions in the water, composite facies prevail, and TDS at this time is almost three times before it occurs. Based on the accumulation, distribution, and orientation of the samples on the Gibbs diagram, the main factor controlling the water chemistry of the Zarringol river in all three periods is the chemical weathering of the minerals that form the basin rocks. Also, based on the results of ionic ratios, some evaporative minerals dissolution such as gypsum simultaneously with the phenomenon of cation exchange is one of the dominant hydrogeochemical processes during floods. While in most samples before and after the flood, the reverse ion exchange process is predominant. According to the results of bivariate diagrams, the main source of salinity of the Zarringol river is the dissolution of evaporative minerals (such as halite) belonging to the Mubarak Formation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood
  • Hydrogeochemistry
  • Marl
  • Zarrin-Gol River
حشمت‌پور، علی؛ جندقی، نادر؛ پسند، سعیده؛ قره‌محمودلو، مجتبی. (1399). اثر خشکسالی بر کیفیت منابع آبهای سطحی استان گلستان جهت اهداف آبیاری مطالعه موردی: رودخانه گرگان رود. فصلنامه جغرافیای طبیعی، 12(48)، 88-75.
سامانی، سعیده؛ بوستانی، فردین؛ ایرجی‌زاده، مراد. (1399). استفاده از مدل ژئوشیمیایی معکوس و روشهای هیدروژئوشیمی در جهت بررسی منشأ شوری آبخوان سروستان. مجله هیدروژئولوژی، 5(1)، 16-33.
سلماسی، رامین. (1392). اثر سیلاب بر آلودگی خاک‌های کشاورزی با فلزات سنگین، همراه مثال موردی. مجله انسان و محیط زیست، 11(2)، 40-35.
شیرازی، اسماعیل. (1395). آموزش جامع نرم­افزار آماری Minitab 16. چاپ اول. انتشارات نوروزی. تعداد صفحات 305.
صادقی کردقوجه بیگلو، مهناز. (1399). تاثیر گنبدهای نمکی‌ بر خصوصیات هیدروشیمیایی و کیفیت آب رودخانه فیروز آباد در استان فارس. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه گنبد کاووس.
فریدگیگلو، بهنام؛ نجفی‌نژاد، علی؛ مغانی بیله‌سوار، وحید؛ غیاثی، اصغر. (1392). بررسی تغییرات کیفیت آب رودخانه زرین‌گل استان گلستان. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 20(1)، 95-77.
قائدامینی، فاطمه؛ زمانی، رسول؛  محمودی، احمد؛  نجفی، مریم. (1396). ارزیابی کیفیت آب رودخانه پیرغار به‌منظور شرب و آبزی پزوری، استان چهار محال و بختیاری. نشریه محیط زیست طبیعی، 70(3)، 684-673. doi:10.22059/JNE.2017.212210.1212
قره‌محمودلو، مجتبی؛ جندقی، نادر؛ صیادی، مریم. (1399). بررسی تکامل هیدروشیمیایی و کاهش کیفیت آب رودخانه گرگانرود. فصلنامه  زمین شناسی ایران. 14(55)، 145-122. http://geology.saminatech.ir/Article/9882
قلی‌زاده، محمد؛ پاکروان، محمدهادی. (1397). نظارت بر سلامت رودخانه زرین گل با استفاده از شاخص زیستی SIGNAL. فصلنامه علمی پژوهشی محیط زیست جانور، 10(2)، 272-267.
قلی‌زاده، محمد؛ علی‌نژاد، مجید. (1397). بررسی تغییرات مکانی برخی از پارامترهای موثر بر کیفیت آب رودخانه زرین‌گل در استان گلستان. فصلنامه علوم محیطی. 16(1)، 126-111.
نوری، زهرا؛ ملکیان، آرش. (1395). بررسی تاثیر عوامل موثر بر کیفیت آب رودخانه‌های سیمره و کشکان در استان های ایلام و لرستان. نشریه محیط زیست طبیعی، 69(2)، 564-549.doi: 10.22059/JNE.2016.59764
Abbasi-Moghadam, H.R., Mahmoodlu, M.G., Jandaghi, N., Heshmatpour, A., Seyed, M. (2021). River bank filtration for sustainable water supply on Gorganroud River, Iran. Environmental Earth Sciences, 80(1), pp1-15. Doi:10.1007/s12665-020-09334-3.
Arpine, H., Gayane, S. (2016). Determination of background concentrations of hydrochemical parameters and water quality assessment in the Akhuryan River Basin (Armenia). Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 94, pp 2-9.  doi:10.1016/j.pce.2016.03.011.
Barzegar, R., Moghaddam, AA, Tziritis, E. (2016). Assessing the hydrogeochemistry and water quality of the Aji-Chay River, northwest of Iran. Environmental Earth Sciences, 75(23), pp 1-5. doi:10.1007/s12665-016-6302-1.
Batsaikhan, B., Kwon, J.S., Kim, K.H., Lee, Y.J., Lee, J.H., Badarch, M., Yun, S.T. (2017). Hydrochemical evaluation of the influences of mining activities on river water chemistry in central-northern Mongolia. Environmental Science and Pollution Research, 24(2), pp 2019-2034. doi:10.1007/s11356-016-7895-3.
Ching, Y.C., Lee, Y.H., Toriman, M.E., Abdullah, M., Yatim, B.B. (2015). Effect of the big flood events on the water quality of the Muar River, Malaysia. Sustainable Water Resources Management, 1(2), 97-110. doi:10.1007/s40899-015-0009-4.
Gibbs, R.J. (1970). Mechanisms controlling world water chemistry. Science, 170(3962), pp 1088-1090.
Hounslow, A. (1995). Water Quality Data: Analysis and Interpretation. CRC press., 416 p.
Islam, M.A., Zahid, A., Rahman, M.M., Rahman, M.S., Islam, M.J., Akter, Y., Shammi, M., Bodrud-Doza, M. and Roy, B. (2017). Investigation of groundwater quality and its suitability for drinking and agricultural use in the south-central part of the coastal region in Bangladesh. Exposure and health, 9(1), pp.27-41. doi:10.1007/s12403-016-0220-z
Jongman, B., Hochrainer-Stigler, S., Feyen, L., Aerts, J.C., Mechler, R., Botzen, W.W., Bouwer, L.M., Pflug, G., Rojas, R., Ward, P.J. (2014). Increasing stress on disaster-risk finance due to large floods. Natural Climate Change, 4 (4), pp 264-268. doi:10.1038/NCLIMATE2124.
Laxmankumar, D., Satyanarayana, E., Dhakate, R., Saxena, P.R. (2019). Hydrogeochemical characteristics for fluoride contamination in groundwater of Maheshwarm Mandal, RR District, Telangana state, India. Groundwater for Sustainable Development. 8, pp 474-483. DOI: 10.1016/j.gsd.2019.01.008.
Lima, A.D.O., Lima-Filho, F.P., Dias, N.D.S., Reho, P.R., Aagao, D., Blanco, F.F., Ferreira, M. (2017). Mechanisms controlling surface water quality in the Cobras river sub-basin, northeastern Brazil1. Revista Caatinga, 30, pp181-189. https://doi.org/10.1590/1983-21252017v30n120rc.
Kumar, M., Kumari, K., Ramanathan, A.L., Saxena, R. (2007). A comparative evaluation of groundwater suitability for irrigation and drinking purposes in two intensively cultivated districts of Punjab, India. Journal of Environmental Geology. 53, pp553-574. Doi:10.1007/s00254-007-0672-3
Mishra, K., Binaya, K. (2017). Regmi, Yoshifumi Masago, Kensuke Fukushi, Pankaj Kumar, and Chitresh Saraswat. Assessment of Bagmati River pollution in Kathmandu Valley: Scenario-Based Modeling and Analysis for Sustainable Urban Development. Sustainability of Water Quality and Ecology, 9, pp 67-77. doi:10.1016/j.swaqe.2017.06.001.
Naderi, M., Raeisi, E., Zarei, M. (2016) The impact of halite dissolution of salt diapirs on surface and groundwater under climate change, South-Central Iran. Environmental Earth Sciences, 75, 708. Doi: 10.1007/s12665-016-5525-5.
Nwankwoala, H.O. and Udom, G.J., 2011. Hydrochemical facies and ionic ratios of groundwater in Port Harcourt, Southern Nigeria. Research Journal of Chemical Sciences. 1(3), pp 87-101.
Mazor, E. (1991). Applied chemical and isotopic groundwater hydrology. John Wiley & Sons, New York. 456p.
Parkhurst, D., Appelo, C. (1999). PHREEQC for Windows version 1.4.07, A hydrogeochemical transport model. The U.S, Geological Survey Software.
Safari, M., Hezarkhani, A., Mashhadi, S.R. (2020). Hydrogeochemical characteristics and water quality of Aji-Chay river, the eastern catchment of Lake Urmia, Iran. Journal of Earth System Science, 129(1), pp1-15. doi:10.1007/s12040-020-01469-y.
Saha, A., Salim, S.M., Sudheesan, D., Suresh, V.R., Nag, S.K., Panikkar, P., Das, B.K. (2020). Impacts of a massive flood event on the physico-chemistry and water quality of river Pampa in Western Ghats of India. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, pp 1-19. doi:10.1080/03067319.2020.1843026.
Saleh, A. Al-Ruwaih, F., Shehata, M. 1999. Hydrogeochemical processes operate within the main aquifers of Kuwait. Journal of Arid Environments. 42, pp195-209. Doi:10.1006/JARE.1999.0511
Sikdar, P.K., Sarkar, S.S., Palchoudhury, S. (2001). Geochemical evolution of groundwater in the Quaternary aquifer of Calcutta and Howrah, India. Journal of Asian Earth Sciences, 19, pp 579-594. DOI: 10.1016/S1367-9120(00)00056-0.
Subyani, A.M. (2005). Hydrochemical identification and salinity problem of groundwater in Wadi Yalamlam basin, Western Soudia Arabia. Arid Environments, 60, pp 53-66. doi:10.1016/j.jaridenv.2004.03.009.
Wu, Z., Wang, X., Chen, Y., Cai, Y., Deng, J. (2018). Assessing river water quality using water quality index in Lake Taihu Basin, China. Science of the Total Environment, 612, pp 914-922. doi:10.1016/j.scitotenv.2017.08.293.
Xu, H., Zheng, H., Chen, X., Ren, Y., Ouyang, Z. (2016). Relationships between river water quality and landscape factors in Haihe River Basin, China: Implications for environmental management. Chinese Geographical Science, 26, pp197-207.
Yang, Q., Li, Z., Ma, H., Wang, L., Martín, J.D. (2016). Identification of the hydrogeochemical processes and assessment of groundwater quality using classic integrated geochemical methods in the Southeastern part of Ordos basin, China. Environmental Pollution, 218, pp 879-888. DOI: 10.1016/j.envpol.2016.08.017.
  • تاریخ دریافت: 28 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 02 بهمن 1400
  • تاریخ پذیرش: 13 اسفند 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 13 اسفند 1400
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1401