پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

بررسی کیفیت شیمیایی آب رودخانه قرنقوچای هشترود به منظور مصارف بخش‌های کشاورزی و شرب با تاکید بر نقش سازندهای زمین شناسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادگروه جغرافیای طبیعی وژئومورفولوژی ، دانشگاه تبریز.
2 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه، تبریز.
10.22034/gmpj.2024.429465.1472
چکیده
از آنجایی‌که جنس سازند های زمین شناسی از عوامل مهم و تاثیر گذار بر کیفیت آب رودخانه‌ها می‌باشد. لذا هدف این پژوهش بررسی کیفیت شیمیایی آب رودخانه قرنقوچای هشترود به منظور مصارف بخش‌های کشاورزی و شرب با تاکید بر نقش سازند‌های زمین شناسی بر روی آن می‌باشد. رودخانه قرنقوچای در شهرستان هشترود و در استان آذربایجان شرقی واقع شده است. این شهرستان با توجه به وجود رودخانه‌های پر آب و خاک مناسب، قطب تولید غلات شمال غرب کشور می باشد. برای این منظور از نتایج آزمایشگاهی شیمیایی داده‌ها و نمونه‌های بدست آمده از چهار ایستگاه‌ها هیدرومتری موجود در منطقه توسط سازمان آب منطقه‌ای استان استفاده شد. در ضمن از تعداد 12 پارامتر هیدروشیمی از جمله شاخص‌های SAR،Mg ،Ca ،So4 ،Cl ،Na ،K ،EC ،TDS ،PH ، Co3وHCo3 بصورت داده های میانگین ماهانه، فصلی و سالانه برای یک دوره 20 ساله (1399-1379) استفاده شد. پس از پردازش داده‌های اولیه، در محیط نرم افزار chemistry مورد آنالیزهای شیمیایی قرارگرفت و نتیجه آنالیزها در دیاگرام‌های ویلکاکس، شولر و پایپر نشان داده شد. نتایج نمودار ویلکاکس نشان داد که در اغلب سال‌ها کیفیت آب شور می باشد و برای استفاده در کشاورزی می‌بایست تدابیری در نظر گرفته شود. در نمودار شولر باستنثنای پارامتر TDS کیفیت آب برای شرب مناسب تشخیص داده شد و تیپ آب تمامی ایستگاه ها بوسیله نمودار پایپر، کلرید سدیم تعیین شد. دلیل عمده این تیپ آب در رودخانه قرنقو چای وجود سازندهای رسوبی و تبخیری مثل آهک، ژیپس و نمک ها (میوسن قرمز بالایی) بویژه در بخش مرکزی حوضه و عبور سرشاخه های رودخانه از روی آنها می‌باشد. قابلیت هوازدگی و انحلال شدیدی که این سازندها دارند موجب شده است کیفیت شیمیایی آب‌ها بیشتر تحت تاثیر یون‌های غیرسیلیکاتی‌مانند یون‌های کلریدها، سولفات، منیزیم و کلسیم قرار داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the chemical quality of the water of the Garangochai river for agricultural and drinking purposes, emphasizing the role of geological formations.

نویسندگان English

Masoumeh Rajabi 1
Fariba Karami 1
MAJID RANJBARI 2
1 Tabriz university
2 UNIVERSITY OF TABRIZ
چکیده English

Introduction

Any changes that are imposed on the river system will upset its existing balance and will be faced with the reaction of the river in order to create a new balance. Rivers experience different conditions along their path, starting from the mountain path and after crossing the plains, they reach the mouth of the seas or other main rivers. Today, one of the most important challenges is the destruction or reduction of resources that have been formed in the natural environment of the planet under special conditions and over a long period of time. Natural processes (hydrological, physical, chemical and biological) can affect the characteristics and concentration of chemical elements and the quality of fresh water, in addition, the effects of human activities are also effective in water quality. River water quality is affected by two sources. Natural and artificial (human) origin. Most of the studies that have been done on the lithology maps of river water quality around the world make clear the fact that the dissolution of carbonate and evaporite minerals compared to silicate minerals is due to their high solubility. They have a more decisive role in the hydrochemistry of river water. Even in the most parts of the world, there have been many studies on the effects of geological and lithological formations on the quality of surface and underground waters. Therefore, the approach and purpose of the present research is also in this direction.





Methodology

After collecting the sources about the topic and location of the research based on documentary and library methods, the study area was also identified using 1:50000 topographic maps of the region and 1:200000 and 1:100000 geological maps of the Geological Organization. has been Qualitative water samples of the rivers of Khanah from the physical and chemical aspects for a period of twenty years (1379-1399) were conducted by the regional water organization of East Azerbaijan province and the results have been provided to the researchers.



Results and Discussion

The most important quality criterion in the classification of water from the point of view of agriculture is the amount of salinity and the amount of sodium in it. Salinity is measured by electrical conductivity (Ec) and sodium (Na) by one of the sodium absorption ratio (Sar) standards. The sodium absorption ratio is the amount of sodium divided by the square root of the sum of calcium and magnesium in water in terms of milliequivalents per liter, which is expressed as follows:



Drinking water should be free of color, smell, and taste, and in terms of elements and chemical substances in it, it should be within the permissible range determined by health organizations. The range of 7 to 8.5 is suitable for drinking water. TDS refers to the amount of total dissolved solids in water, usually expressed in milligrams per liter. The total hardness (TH) is also one of the quality criteria of drinking water, the amount of which is measured in terms of the equivalent weight of calcium carbonate. The total hardness can be calculated from the following equation, where the Mg and Ca values are in milligrams per liter. The formula needs to be edited. And it is not placed correctly.

TH=2/497 Ca + 4/115 Mg

Investigations and geological evidence of the basin as well as the results of qualitative tests obtained from hydrometric stations on this river show that the presence of calcareous formations in the basin under the influence of weathering and erosion causes the dissolution of calcium carbonate and also the entry of soluble bicarbonate ions into the river water. An increase in bicarbonate concentration in water results (Figure 12). If there are layers of gypsum or calcium sulfate between geological formations, sulfate solutes are formed in water. The results of the concentration of sulfate salts in this river indicate that the amount of these salts in the river water varied from a minimum of 0.12 at the Sahand Dam station to a maximum of 16.76 at the Tekanlo station. These values in the water at the outlet of the river at the tunnel station The number varied between 1.4 and 5.7.



Conclusion

The main result of this research is to investigate the quality of drinking and agricultural water in the study area with emphasis on the influence and role of geological formations. As the results of water quality surveys for agricultural purposes showed, according to EC and SAR indicators and using the Wilcox diagram, the water quality for hydrometric stations in the central parts of the basin to the west and southwest, including two dam stations, respectively. Sahand and Tekanlo are at an excellent and good level and occupy more than 80 percent of the area of the basin. However, the eastern and northeastern part of the watershed near Chapini stations and tunnel station number 7, which is also the outlet of the watershed, has average and inappropriate water quality. Also, the quality of water for drinking purposes according to TDS and TH indicators and also by using Schuler's diagrams in the central parts (Chapini stations and Sahand Dam) and the north and northwest have good and acceptable water quality. and the south and southwest area (Tekanlu station) with less than 30% of the area of the basin, has poor water quality due to the high amount of anions and cations such as sodium, potassium and sulfate in this basin. Also, the northeastern parts of the basin near tunnel station No. 7 have bad and undrinkable water quality. It shows the results of the investigations.

Also, the presence of evaporative formations such as chalk, salt and gypsum, marl and refractory limes has caused mineral dissolution and finally caused changes and reduction of river water quality. . So, therefore, it is suggested that planning should be done in the direction of water use in the final basin, so that there will be no problems in the direction of water use in many years due to the lack of water and the quality of the region.

کلیدواژه‌ها English

Key words: chemical quality of water
lithology
dissolution
Piper'
s chart
Koranguchai River
اصغری سراسکانرود، صیاد (1396) تحلیل شکل مجرای رودخانه کلقان چای(حد فاصل سد کلقان تا الحاق به رودخانه قرنقو چای) پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال ششم، شماره 2، صص 132-116.
توابع رضایی، کامران، حیدری، اعظم، سیاح پور، محمد جواد (1401) مدل­سازی مکانی سازندهای زمین شناسی و پارامترهای کیفی آب در حوضه آبریز پریشان، نشریه هیدروژئومورفولوژی، سال نهم، شماره ی 30، صص 86-65.
خدابخش، سعید، کبیری، شیما، افشارنیا، مینا (1398) ارزیابی کیفی آب سطحی و زیرزمینی حوضه رودخانه خررود(جنوب استان قزوین)، مجله هیدرولوژی، سال چهارم، شماره 1، صص 53-42.
دهقان، آزاده، عزیزیان، ابوالفضل، یرمی، نجمه، تازه، مهدی، امیر بیگی، محمد علی (1399) بررسی کیفیت و کمیت آب زیرزمینی و ارتباط آن با سازندهای زمین­شناسی (مطالعه موردی: دشت یزد-اردکان)، نشریه دانش آب و خاک، شماره 3، صص 91-75.
دین پژوه، یعقوب (1395) تحلیل روند کیفیت شیمیایی آب رودخانه های استان آذربایجان شرقی، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی، سال 20، شماره 55، صص 124-105.
شیخ فخرالدینی، سارا، عباس نژآد، احمد (1394) بررسی تاثیر هوازدگی بر هیدروژئوشیمی رودخانه های زهکش کننده سنگ های آتشفشانی (مطالعه موردی: رودخانه بیدخوان واقع در جنوب شرق بردسیر کرمان)، نشریه: جغرافیا و برنامه ریزی، دوره 19، شماره 53، صص 226-203.
کرمی، فریبا (1390). ارزیابی کیفی منابع آب در بالادست حوضه آبریز آجی چای. فصلنامه جغرافیا و توسعه. شماره 25.ص 58-38.
کریمی، حاجی، رستمی زاده، قباد، حسینی، علیرضا، مقدسی فر، سجاد، کریمی، احمد رضا (1398) عوامل موثر بر میزان شوری و EC رودخانه میمه و راهکارهای علاج بخشی آن، نشریه تحقیقات منابع آب ایران، سال پانزدهم، شماره 3، صص 353-348.
قلی زاده، محمد، حیدری، امید (1399) ارزیابی کیفیت آب رودخانه گرگان رود بر پایه شاخص­های کیفی آب­های سطحی در محدوده ی شهر گنبد  کاووس، فصلنامه سلامت و محیط زیست، دوره ی 13، شماره1، صص48-33.
معتمدی راد، محمد، گلی مختاری، لیلا، بهرامی، شهرام، زنگنه اسدی، محمد علی (1400) ارزیابی کیفیت منابع آبی از نظر شرب، کشاورزی و صنعت در آبخوان کارستی روئین اسفراین استان خراسان شمالی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال بیست و یکم، شماره 6، صص 93-73.
ندیری، عطالله، اضغری مقدم، اصغر، صادقی اقدم، فریبا، نادری (1394) ارزیابی شوری و آرسنیک به عنوان عوامل مخرب کیفیت آب­های سطحی و زیرزمینی (حوضه­ی آبریز سد سهند)، هیدروژئومورفولوژی، شماره 4، صص 99-79.
ولی زاده پیرکلومی، مجتبی، خوش روش، مجتبی، غلامی سفیدکوهی، محمد علی (1401) ارزیابی تغییرات فصلی کیفیت آب رودخانه تجن با استفاده از مدل شبیه­سازی Qual2kw، نشریه ترویج و توسعه آبخیزداری، سال دهم، شماره 36، صص 60-48.
Azhari, H.E., Cherif, E.K., Sarti, O., Azzirgue, E.M., Dakak, H., Yachou, H., da Silva, J.C.G. E., Salmoun, F. 2023. Assessment of Surface Water Quality Using the Water Quality Index (IWQ), Multivariate Statistical Analysis (MSA) and Geographic Information System (GIS) in Oued Laou Mediterranean Watershed, Morocco. Water, 15(1), 130. https://doi.org/10.3390/w15010130.
Baba, A., Gündüz, O (2017), Effect of Geogenic Factors on Water Quality and Its
Relation to Human Health around Mount Ida, Turkey, Water, 9, (66):1-21. doi:10.3390/w9010066.
Dẹbska, K., Rutkowska, B., Szulc, W., Gozdowski (2021) Changes in Selected Water Quality Parameters in the Utrata River as a Function of Catchment Area Land Use, Water, 13, 2989. https://doi.org/10.3390/w13212989.
Jahangiry Fard, M., Amanipoor, H., Battaleb‑Looie, S., Ghanemi. K (2019). Evaluation of effect factors on water quality of Karun River in downstream and lake of the Gotvand‑e‑Olya Dam (SW Iran), Applied Water Science, 9(161): 1-14.
Ghimire, N.P., Adhikari, N., Pant, R.R., Thakuri, S (2021). CHARACTERIZATIONS OF WATER QUALITY IN WEST-SETI AND TAMOR RIVER BASINS, NEPAL, Scientific World 14(14): 106-114.
Granato, G.E., DeSimone, L.A., Barbaro, J.R. and Jeznach, L.C., (2015), Methods for evaluating potential sources of chloride in surface waters and groundwaters of the conterminous United States (No. 2015-1080). US Geological Survey.
Hamid, A., Ullah Bhat, S., Jehangir, A (2020), Local determinants influencing stream water quality, Applied Water Science, 10, 24: 1-16.
Mirzaei Aminiyan, M., Mirzaei Aminiyan, F., Heydariyan, A (2016), Study on hydrochemical characterization and annual changes of surface water quality for agricultural and drinking purposes in semi-arid area, Sustainable Water Resources Management, 2, 473–487,
Pant, R.R., Zhang, F., Rehman, F.U., Wang, G., Ye, M., Zeng, C., Tang, H. (2018), Spatiotemporal variations of hydrogeochemistry and its controlling factors in the Gandaki River Basin, Central Himalaya Nepal. Sci. Total Environ. 622–623, 770–782. Doi: 10.1016/j. scitotenv.
Rogerson, M., Mercedes-Martín, R., Brasier, A.T., McGill, R.A., Prior, T.J., Vonhof, H., Fellows, S.M., Reijmer, J.J., McClymont, E., Billing, I. and Matthews, A., (2017), Are spherulitic lacustrine carbonates an expression of large-scale mineral carbonation? A case study from the East Kirkton Limestone, Scotland, Gondwana Research, 48, 101-109.
Sharma, MK, Kumar, P, Prajapati, P, Bhanot, K, Wadhwa, U, Tomar, G, Goyal, R, Prasad, B & Sharma, R 2022, Study of hydrochemical and geochemical characteristics and solute fluxes in Upper Ganga Basin, India. Journal of Asian Earth Sciences, 8: 100108, https://doi.org/10.1016/j.jaesx.2022.100108.