ارزیابی اثر تغییر کاربری اراضی دشت مهران بر پارامترهای کیفی آب سطحی در دوره‌های ترسالی و خشک‌سالی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام

2 دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام

3 دانشجوی دکتری، مدیریت حوزه‌های آبخیز، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

در سال‌های اخیر با افزایش جمعیت، کمیت و کیفت منابع آب سطحی ناشی از فعالیت انسانی دچار تغییراتی شده است. با مطالعه و بررسی اثرات تغییرات کاربری اراضی بر منابع آب سطحی می‌توان به نتایج خوبی برای درک اثرات متقابل استفاده از زمین و کیفیت آب دست یافت. لذا هدف این مطالعه ارزیابی کیفیت آب سطحی در حوضه آبخیز دشت مهران متأثر از کاربری زمین می‌باشد. در این مطالعه پس از استخراج کاربری اراضی، درصد مساحت هر کدام از کاربری‌های موجود در منطقه برای چهار بازه زمانی 1380، 1387، 1395 و 1399 مشخص شد، سپس اثرات تغییرات کاربری اراضی در دو دوره‌تر و خشک بر پارامترهای کیفی آب شامل آنیون‌ها، کاتیون‌ها، SDR، TDS، EC موردبررسی قرار گرفت و در نهایت از نمودار شولر و ویلکوکس جهت تعیین پارامتر کیفی آب ازلحاظ شرب استفاده شد. نتایج نشان دهنده افزایش اراضی بایر و شهری نسبت به اراضی کشاورزی، مرتعی و جنگلی بوده است. به‌طوری‌که اراضی بایر و شهری به میزان 2/13 درصد افزایش طی 20 سال داشته و مقدار آنیون‌ها نسبت به میانگین درازمدت 10 ساله 82/14 درصد و کاتیون‌ها 23/21 درصد و املاح محلول SDR، TDS، EC به ترتیب 9/36، 35/18 و 30/18 درصد افزایش داشت. در بیشتر کاربری‌های موردبررسی روند تغییرات بر اساس آزمون من-کندال افزایش را نشان داد و بر اساس همبستگی پیرسون بین جریان رودخانه و پارامتر کیفی با تمام پارامترهای موردبررسی دارای ارتباط منفی و معکوس می‌باشد که با کاهش جریان رودخانه، روند پارامترهای کیفی افزایش یافته است. بر اساس نمودار شولر و ویلکوکس برای حوضه مورد مطالعه آب در محدوده شوری قرار دارد. نتایج کلی نشان داد که افزایش فعالیت‌های انسانی، نوسانات آب و هوایی از عوامل مؤثر بر کیفیت آب رودخانه گاوی می‌باشند بنابراین، نیاز به اجرای برنامه‌های صحیح مدیریتی برای کنترل تغییرات کاربری اراضی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effect of land use change in Mehran plain on surface water quality parameters in wet and drought periods

نویسندگان [English]

  • Kobra Ali Panahi 1
  • Noredin Rostami 2
  • Morteza Gheysouri 3
1 M.Sc. of Watershed Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ilam University, Iran
2 Associate Professor, Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
3 PhD student, Watershed Management, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

In recent years, with the increase in population, the quantity and quality of surface water resources due to human activity have changed. By studying the effects of land-use change on surface water resources, we will be able to understand the interactions between land use and water quality. Therefore, the purpose of this study is to evaluate the surface water quality in the Mehran plain watershed affected by land use. In this study, after extracting land use, the percentage of each land use area in the region for four time periods of 2000, 2007, 2016, and 2020 was determined, then the effects of land-use changes in both wet and dry periods on water quality parameters including anions, cations, SDR, TDS, EC were examined. Finally, Schuler and Wilcox's diagrams were used to determine the drinking water quality parameter. The results showed an increase in barren and urban lands compared to agricultural, rangeland, and forest lands. So barren and urban lands have increased by 13.2% over 20 years and the number of anions compared to the long-term average of 10 years is 14.82% and cations are 21.23% and soluble salts of SDR, TDS, EC is 36.9%, respectively, Increased by 18.35 and 18.30 percent. In most of the studied applications, the trend of changes based on the Mann-Kendall test showed an increase, and based on Pearson correlation between river flow and quality parameters with all parameters has a negative and inverse relationship, which with decreasing river flow, the trend of quality parameters increased. Is. According to Schuler and Wilcox's diagrams, water is in the salinity range for the study area. The results showed that the increase in human activities and climate fluctuations are factors affecting the water quality of the Gavi River, therefore, there is a need to manage programs to control land-use change.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Water
  • Barren lands
  • Gavi River

مراجع

ابطحی، آذین، نجفی، پیام. (۱۳۸۷)؛ ارزیابی مشخصه‌های کیفی رودخانه زاینده‌رود در استان اصفهان، یازدهمین همایش ملی بهداشت محیط زاهدان.
بنیاد امیر، اسلام، حاجی قادری، طه. (1386)؛ تهیه نقشه جنگل‌های طبیعی استان زنجان با استفاده از داده‌های سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 11، شماره 42، صص  638 -627.
بهرامی، مهدی، معاضد، هادی، زارعی، حیدر، صادقی لاری، عدنان. (۱۳۸۸)؛ بررسی تأثیر سازند گچساران بر کیفیت آب رودخانه زهره در کهگیلویه و بویراحمد، هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، اهواز.
ساکی زاده، محمد (۱۳۸۳)؛ بررسی و منشأ یابی منابع آلاینده حوضه آبخیز رودخانه سیاه رود در استان گیلان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه شیلات و محیط زیست، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران.
سلاجقه، علی، رضوی‌زاده، سمانه، خراسانی، نعمت‌الله، حمیدی‌فر، مینا، سلاجقه، سوسن. (1390)؛  تغییرات کاربری اراضی و آثار آن بر کیفیت آب رودخانه (مطالعه موردی: حوضه آبخیز کرخه)، محیط‌شناسی، دوره 37، شماره 58، صص  86-81.
صمدی، محمدتقی، ساقی، محمدحسین، رحمانی، علیرضا، تراب زاده، حسین. (1388)؛ پهنه‌بندی کیفی آب رودخانه دره مراد بیک همدان بر اساس شاخص NSFWQI و بهره‌گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی. مجله پزشکی بالینی ابن‌سینا (مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی همدان)، دوره ۱۶، شماره ۳(53)، صص  44-38.
علوی پناه، سیدکاظم، مسعودی، مسعود. (1380)؛ تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از داده‌های رقومی ماهواره لندست TM و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: منطقه موک استان فارس)، علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال 8، شماره 1، صص 79-65.
علیزاده، امین. (۱۳۸۵)؛ اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، ص ۸۰.
قدوسی، جمال. (1382)؛ مدل‌سازی مرفولوژی فرسایش خندقی و پهنه‌بندی خطر آن (مطالعه موردی: حوضه آبخیز زنجان رود)، رساله دکتری آبخیزداری. دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران.
قیصوری، مرتضی، سلطانی گرد فرامرزی، سمیه، قاسمی، محسن. (1396)؛ ارزیابی خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیک و تأثیر آن بر کیفیت آب (مطالعه موردی: رودخانه گدارخوش)، مجله علوم و مهندسی آبیاری، دوره 41، شماره 4. صص 105-91.
کایی، زهرا، فرامرزی، مرزبان، کریمی، حاجی، مهدی­زاده. (1395)؛ حسین. بررسی تأثیر تغییر کاربری زمین بر پارامترهای کمی و کیفی آب‌های زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت مهران، ایلام). اکوبیولوژی تالاب (تالاب). دوره  9، شماره  33، صص 28-15.
گلکاران، فرزانه. (1385)؛ بررسی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر کمیت و کیفیت آب (مطالعه موردی: حوضه آبخیز طالقان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات و محیط زیست.
مهدوی، محمد. (1392)؛ هیدرولوژی کاربردی، جلد دوم، انتشارات دانشگاه تهران، 437 صفحه، چاپ هشتم.
نوحه‌گر، احمد، شیرگاهی، فرشته. (1389)؛ تغییر کاربری اراضی و تأثیر آن بر کیفیت آب‌های سطحی. پژوهش‌های دانش زمین، سال اول، شماره 4، صص 92 -83.
Chen, Z., An, C., Tan, Q., Tian, X., Li, G., and Zhou, Y., (2021). Spatiotemporal analysis of land use pattern and stream water quality in southern Alberta, Canada. Journal of Contaminant Hydrology, 242, 103852.
https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2021.103852.
Davenport, T. E., (2003). Watershed Project Management. Lewis Pub. CRC Press LLC. 271 p.
D ing, J., Jiang, Y., Liu, Q., Hou, Z., Liao, J., Fu, L. and Peng, Q., (2016). Influences of the land use pattern on water quality in low-order streams of the Dongjiang River basin, China: a multi-scale analysis. Science of the total environment, 551, 205-216. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.162.
Hassler, M., 2004. Animal grazing affects runoff water quality in semiarid grassland. Journal of Environmental Quality, 21(5), 102-105.
Hatt BE, Fletcher TD, Walsh CJ, Taylor SL. (2004) The Influence of Urban Density and Drainage Infrastructure on the Concentrations and Loads of Pollutants in Small Streams. Environmental Management 34, 112–124. https://doi.org/10.1007/s00267-004-0221-8.
Kändler, M., Blechinger, K., Seidler, C., Pavlů, V., Šanda, M., Dostál, T., Krása, J., Vitvar, T. and Štich, M., (2017). Impact of land use on water quality in the upper Nisa catchment in the Czech Republic and in Germany. Science of the total Environment, 586, 1316-1325. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.221.
Ngoye, E. and Machiwa, J.F., (2004). The influence of land-use patterns in the Ruvu river watershed on water quality in the river system. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 29(15-18), 1161-1166.
https://doi.org/10.1016/j.pce.2004.09.002.
Price, K., (2011). Effects of watershed topography, soils, land use, and climate on baseflow hydrology in humid regions: A review. Progress in physical geography, 35(4), 465-492. https://doi.org/10.1177/0309133311402714.
Procházka, J., Pokorný, J., Vácha, A., Novotná, K. and Kobesová, M., 2019. Land cover effect on water discharge, matter losses and surface temperature: Results of 20 years monitoring in the Šumava Mts. Ecological Engineering, 127, 220-234. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.11.030.
Ren, W., Zhong, Y., Meligrana, J., Anderson, B., Watt, W.E., Chen, J. and Leung, H.L., 2003. Urbanization, land use, and water quality in Shanghai: 1947–1996. Environment International, 29(5), 649-659.
https://doi.org/10.1016/S0160-4120(03)00051-5.
Shalaby, A. and Tateishi, R., (2007). Remote sensing and GIS for mapping and monitoring land cover and land-use changes in the Northwestern coastal zone of Egypt. Applied Geography, 27(1), 28-41.https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2006.09.004.
Smith, C.M. and Policy, M.A.F., (1993). Towards sustainable agriculture: freshwater quality in New Zealand and the influence of agriculture. Ministry for the Environment.
Soltani-Gerdefaramarzi, S., Gheisouri, M., Saberi, A. and Yarami, N., (2021). The effect of land use change on surface water quality under the wet and dry years in a semi-arid catchment (case study: the Godarkhosh catchment). Environment, Development, and Sustainability, 23(4), 5371-5385. https://doi.org/10.1007/s10668-020-00820-z.
Tong, S.T. and Chen, W., (2002). Modeling the relationship between land use and surface water quality. Journal of environmental management, 66(4), 377-393. https://doi.org/10.1006/jema.2002.0593.
Walsh, C.J., Roy, A.H., Feminella, J.W., Cottingham, P.D., Groffman, P.M. and Morgan, R.P., (2005). The urban stream syndrome: current knowledge and the search for a cure. Journal of the North American Benthological Society, 24(3), 706-723. https://doi.org/10.1899/04-028.1.
Senaviratne, G.A., Baffaut, C., Lory, J.A., Udawatta, R.P., Nelson, N.O., Williams, J.R. and Anderson, S.H., (2018). Improved APEX model simulation of buffer water quality benefits at field scale. Transactions of the ASABE, 61(2), 603-616. https://doi.org/10.13031/trans.12655.
Yu, S., Xu, Z., Wu, W. and Zuo, D., (2016). Effect of land use types on stream water quality under seasonal variation and topographic characteristics in the Wei River basin, China. Ecological Indicators, 60, 202-212.
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2015.06.029.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 شهریور 1400
  • تاریخ بازنگری: 23 فروردین 1401
  • تاریخ پذیرش: 22 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 22 اردیبهشت 1401
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار