مقاله بررسی تغییرات زمانی پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه ی بهمنشیر

word قابل ویرایش
12 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

بررسی تغییرات زمانی پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه ی بهمنشیر
چکیده
بررسی و مقایسه ی تغییرات دراز مدت پارامترهای کیفی و کمی یک روش متعارف در زمینه ی شناسایی و بررسی علل آلاینده های موجود در رودخانه می باشد. در این مقاله با استفاده از داده های تراز آب ، سختی آب ، هدایت الکتریکی ، pH، کدورت ، مجموع کاتیونها و مجموع آنیونها در بین سالهای ۱۳۴۹ تا ۱۳۸۶ در رودخانه بهمنشیر، اقدام به مقایسه ی این پارامترها با استفاده از روشهای آماری در طول زمان شده است و در ادامه تغییر و یا عدم تغییر این کمیتها در طی این سالها بررسی شد. نتایج نشان داد میزان تراز آب رودخانه بهمنشیر از گذشته تا به حال تغییر زیادی نداشته است و علت اصلی کاهش کیفیت آب رودخانه مدیریت ضعیف زیست محیطی در طول رودخانه بهمنشیر می باشد.
کلید واژه ها : رودخانه بهمنشیر – کیفیت آب – روندیابی – آزمون من کندال

۱- مقدمه
شناسایی و بررسی علل آلاینده های موجود در رودخانه مهمترین ابزار به منظور مدیریت زیست محیطی رودخانه می باشد بررسی و مقایسه ی تغییرات دراز مدت پارامترهای کیفی و کمی رودخانه یک روش شناخته شده در این زمینه بوده است .
تاکنون مطالعات مختلفی در زمینه بررسی کمی و کیفی آب رودخانه ها در ایران انجام شده است که می توان به عنوان نمونه به چند مورد اشاره کرد. حسینی زارع و سعادتی (۱۳۸۰) با استفاده از داده های پنج دهه اخیر از کیفیت آب در کل طول رودخانه کارون روند تنزل کیفیت و افزایش شوری رودخانه کارون را در سالهای اخیر و همچنین عوامل اصلی مؤثر بر کاهش کیفیت در سالهای اخیر را مورد بررسی قرار دادند این عوامل شامل کاهش آبدهی رودخانه در اثر خشکسالیهای مکرر، افزایش حجم آلاینده های ورودی به رودخانه ، عدم هماهنگی زمانی طرحهای توسعه منابع آب و بهره برداری از طرحهای توسعه کشاورزی ، پیشروی آب خلیج فارس به درون بهمنشیر می باشند.
بطور مشابهی تولائی نژاد و همکاران (۱۳۸۵) روی منابع آلاینده در مصب کارون مطالعه کردند و ضمن اشاره به اینکه در ۲۵ سال آینده با دو برابر شدن جمعیت سرانه آب از ۲۵۰۰ مترمکعب فعلی به ۱۲۵۰ مترمکعب رسیده و بخشی از آب های قابل استحصال توسط فاضلاب های مختلف آلوده خواهند شد، اقدام به مطالعه روی کیفیت آب در ۱۹ ایستگاه در مناطق جزر و مدی در مصب کارون و در نواحی مسکونی خرمشهر و آبادان نموده و میزان اکسیژن محلول ، pH، تغییرات BOD و COD و همچنین فلزات سنگین نظیر نیکل ، سرب ، کادمیوم و جیوه مخصوصا در ایستگاه بهمنشیر را مورد بررسی قرار دادند و روشهای بهبود مدیریت کیفی برای این مصب ارائه شد.
کرمی و همکاران (۱۳۸۷) اقدام به بررسی کیفیت آب کارون با استفاده از منحنی های شاخص کیفیت نمودند و با استفاده از اطلاعات یازده ایستگاه بر روی کارون ، با استفاده از نظام شاخص کیفیت آب بر اساس منحنی ها و جداول شاخص کیفیت که در سال ۱۹۷۰ توسط بنیاد ملی بهداشت آمریکا ارائه گردیده ، شاخص کیفیت سالانه و فصلی برای ایستگاه های مختلف را استخراج کردند. کمترین وضعیت کیفی مربوط به ایستگاه آبفا خرمشهر بود و همچنین با توجه به طبقه بندی های انجام شده مشخص شد که کلیه ایستگاه های مورد مطالعه در شرایط ایجاد تغییرات شدید مشخصات آب قرار دادند و این بدین معنی است که کیفیت آب در رودخانه کارون دستخوش تغییرات زمانی شدید است و این حالت ها نیاز به چاره اندیشی و مدیریت صحیح را برای رودخانه کارون و بهمنشیر به اثبات می رساند.
فعال (۱۳۸۸) به منظور بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رودخانه بهمنشیر از قبیل کل مواد معلق ، دما، نیترات ، نیتریت ، فسفات ، هدایت الکتریکی ، آمونیاک، pH،DO ،BOD اقدام به اندازه گیری ماهانه پارامترهای مذکور از دو عمق (سطح و ۲متری ) در طول آبان ۱۳۸۳ تا مهر ۱۳۸۴ نمود. ایستگاه های نمونه برداری شامل ۴ ایستگاه در بهمنشیر (یکی در ابتدا، یکی در انتها، یکی در چوئیبده و دیگری بین ابتدا و چوئیبده ) و یک ایستگاه در کانال حفار بود. طبق آنالیز های آماری انجام شده به این نتیجه رسید که میزان پارامترها در سطح و عمق تفاوت معنا داری ندارد و این بدین معنی است که اساسا این سیستم یک سیستم کاملا مخلوط در هر منطقه دارد که علت آن شاید اختلاط مدام آب و تلاطم آن بواسطه امواج جزر و مدی باشد.
نوابیان و اسمعیلی ورکی (۱۳۹۰) کیفیت رودخانه قزل اوزن را از سرچشمه تا محل تخلیه به سد سفیدرود به صورت مکانی و زمانی با استفاده از آزمون من -کندال مورد روندیابی و ارزیابی قرار دادند و نتایج آن جهت برنامه ریزی منابع آب در استان های کردستان ، آذربایجان شرقی ، زنجان و گیلان ارائه شد. از میان ایستگاه های دارای داده های آماری مناسب ، ایستگاه های نساره علیا، بینانلو، هشتاد جفت ، قره گونی ، بنگی کند، ماه نشان ، پلدختر، استور و گیلوان انتخاب شدند. روندیابی مکانی و زمانی پارامترهای کیفی شامل هدایت الکتریکی (EC)، نسبت جذب سدیم (SAR)، اسیدیته (pH)، کلر(Cl) و بی کربنات به دلیل تاثیرگذاری بر مصارف کشاورزی ، شرب و صنعت انجام پذیرفت . روندیابی زمانی هر یک از ایستگاه ها با داده های آماری مربوط به سالهای ۸۵-۷۵ و روندیابی مکانی ایستگاه های مسیر رودخانه با استفاده از داده های آماری سال ۸۵ انجام شد نتایج روندیابی زمانی صورت گرفته در هر ایستگاه ، نشان داد که روند معنی داری در هیچ یک از ایستگاهها وجود ندارد. در روندیابی مکانی صورت گرفته ، اگرچه پارامترها در سطح ۵ درصد دارای روند معنی داری نبودند اما پارامترهای شوری ، نسبت جذب سدیم و کلر به طور نسبی روند افزایشی داشتند. به طور کلی روندیابی ها نشان داد که مقادیر پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق در رودخانه قزل اوزن در سطح ۵ درصد دارای روند مشخصی نمی باشند و این مسئله دشواری مطالعات ، پایش و مدیریت این رودخانه را بیان می کند به طوریکه در چنین رودخانه ای ، مدلسازی در بازه های طولانی از دقت مناسبی برخوردار نبوده و جهت پایش نیاز به نمونه برداری های متعدد زمانی و مکانی می باشد.
از حدود ۴۰ سال قبل رودخانه های کارون و بهمنشیر دچار افت کیفیت شدند (آذری ، ۱۳۸۵). وجود لوله های انتقال نفت آبادان _ ماهشهر که از روی رودخانه بهمنشیر می گذرد گاهی بدلیل شکستگی ها (روزنامه کیهان شماره ۱۹۶۵۱، ۸۹.۳.۲) و همچنین ورود فاضلاب بسیاری از مناطق مرکزی آبادان به رودخانه بهمنشیر، آب شرب را آلوده می کند زیرا دارای شبکه جمع آوری فاضلاب مناسبی نمی باشد و فاضلاب آنها به شکل نامناسبی وارد بهمنشیر می شود (ایسنا، ۸۸.۵.۲۰). بیشتر از فاضلاب شهری ، فاضلاب های صنعتی و کشاورزی وارد این رودخانه شده است به نحویکه از کیفیت آب آن به شدت کاسته شده است (ایسنا، ۸۸.۵.۲۸) از طرفی از سال ۱۹۲۵ دخول آب شور دریا از خلیج فارس به دلتای اروند- بهمنشیر- کارون مشاهده شده است . این موضوع همواره باعث نگرانی مصرف کنندگان آب شیرین مثل شرکت های نفت ایران ، شهرهای آبادان و خرمشهر و صاحبان نخیلات در کل منطقه بوده است . پس از احداث سدهای چند منظوره روی رودخانه های کارون و در بالادست رودخانه اروند در عراق ، این دو رودخانه دچار کاهش آب شدند. کاهش آب رودخانه ها، دخول آب شور دریا به رودخانه ها و کاهش افت کیفیت رودخانه ها شرایط نامساعدی از کیفیت و کمیت آب بهمنشیر را برای نیازهای آبی منطقه ایجاد کرده است و کیفیت و شوری پائین مورد نیاز نخل ها از سوی دیگر، اهمیت بررسی و مطالعه وضعیت کمی و کیفی این رودخانه در گذشته و مدلسازی کمی و کیفی آن برای بررسی سناریوها و پیش بینی های لازم برای آینده را آشکار می سازد.
لذا در این تحقیق تغییرات کمی و کیفی آب بهمنشیر مورد مطالعه قرار می گیرد.
۲- منطقه مطالعاتی
منطقه مورد مطالعه ، طول رودخانه بهمنشیر است . در شکل ۱ محدوده منطقه مطالعاتی نمایش داده شده است رودخانه کارون در قسمت انتهایی خود در نزدیک شهر خرمشهر در محلی به نام سه شاخه حفار، در قسمت جنوب غربی استان خوزستان به دو شاخه منشعب شده است . یک بخش از آن ، رودخانه بهمنشیر را ایجاد نموده است که تا خلیج فارس ادامه یافته و در پائین دست به ناحیه شمال غربی خلیج فارس منتهی می شود. طول رودخانه بهمنشیر حدود ۷۵ کیلومتر است . بخش دیگر آن از طریق کانال حفار به طول ۳.۴ کیلومتر به رودخانه اروند می پیوندد. سه عامل مختلف در گذشته روی آورد رودخانه بهمنشیر موثر بوده اند. یکی آورد آب کارون ، دوم اثر جزر و مد خلیج فارس روی بهمنشیر و سوم اثر جزر و مد خلیج فارس روی رودخانه اروند که از طریق کانال حفار اثرات جزر و مدی اعمال شده روی اروند رود به سه شاخه حفار و سپس به بهمنشیر و کارون اعمال می شود.

به منظور بررسی افق کمی و کیفی آب بهمنشیر، ایستگاه طره بخاح (مختصات UTM : ۳۳۵۱۰۸۷ و ۲۵۴۶۷۸) (کد ایستگاه : ۲۱۳۲۱) که ایستگاه پایش کیفی سازمان آب و برق خوزستان می باشد و دارای سری زمانی طولانی مدت از کیفیت و کمیت آب بوده و همچنین تقریبا در قسمت میانی رودخانه واقع شده است انتخاب می شود.
از طرفی می دانیم که آب بهمنشیر از لحاظ کمی و کیفی اساسا وابسته به رودخانه کارون است . لذا در این تحقیق لازم بنظر می رسد که منبع آب بهمنشیر نیز مورد مطالعه از دیدگاه کمی و کیفی قرار بگیرد. بدین منظور نزدیکترین ایستگاه پایش کیفی سازمان آب و برق خوزستان ابتدای کارون انتخاب می شود که دارای سری زمانی طولانی مدت کافی نیز باشد. ایستگاه سلمانیه (مختصات UTM : ۳۳۸۸۲۶۷ و ۲۴۷۲۸۴) (کد ایستگاه : ۲۱۳۱۳) این خصوصیات را دارد.
نظر به اینکه دو ایستگاه ذکر شده ( طرح بخاح و سلمانیه ) فقط تراز آب را اندازه گیری می کنند لذا اقدام به انتخاب یک ایستگاه در کارون که نزدیکترین ایستگاه به ابتدای بهمنشیر است و اندازه گیری دبی در آن بطور پیوسته در دراز مدت انجام شده است بایستی انتخاب شود که تغییرات زمانی دبی آب کارون را مورد ارزیابی قرار دهد. ایستگاه انتخابی برای این مهم ، ایستگاه اهواز (مختصات UTM : ۳۴۶۸۸۶۳ و ۲۷۹۵۸۲) (کد ایستگاه : ۲۱۳۰۹) است . این ایستگاه دارای سری زمانی ماهانه و سالانه دبی از سال ۱۳۳۰ به بعد می باشد.
۳- روش کار
۳- ۱- نحوه بررسی توزیع نرمال
بسیاری از تستها و آنالیزهای آماری وابسته به تابع توزیع داده ها هستند و بسیاری از آنها تنها وقتی قابل استفاده هستند که داده ها تابع توزیع نرمال داشته باشند. در این تحقیق از سه آزمون مشهور جارکو-برا (Bera -Jarque )، کولگوموروف – اسمیرنوف (Kolmogorov-Smirnov)، لیلیفورس (Lilliefors) برای بررسی نرمال بودن داده ها استفاده می شود. تمامی آزمون ها در شرایط سطح معنی داری ۵% که مقدار متداول در مطالعات مهندسی است انجام می شوند.
چنانچه داده ها از توزیع نرمال پیروی کنند پارامتر H برابر صفر و در غیر این صورت برابر یک خواهد شد همچنین سطح معنی داری که در آن سطح می توان فرض وجود توزیع نرمال را پذیرفت با عدد P نشان داده می شود چنانچه P بالاتر از ۵% باشد فرض وجود توزیع نرمال پذیرفته می شود.
۳-۲- نمودار جعبه ای
یکی از بهترین روش هایی که می توان در آن بطور خلاصه تا حدودی تمامی پارامترهای اساسی آماری یک مجموعه داده را به نمایش گذاشت نمودار جعبه ای (Box-Whisker Plot) می باشد. این پلات شامل یک جعبه (Box) است که ابتدا و انتهای جعبه نشان دهنده مقدار چارک اول و چارک سوم داده ها می باشد و خط وسط آن بیانگر میانه (چارک دوم ) داده ها است . محدوده ای که جعبه دارای فرورفتگی است محدوده میانه با سطح اطمینان ۹۵% است در امتداد جعبه دو رشته خط نمایش داده می شود که به آنها ویسکر(Whisker) گفته می شود. این ویسکرها یکی تا مینیمم و یکی تا ماکزیمم داده ها امتداد می یابد البته چناچه ماکزیمم و یا مینیمم داده از ۱.۵ برابر فاصله بین چارکی ( Interquantile range) (فاصله بین ابتدا و انتهای Box یا فاصله بین چارک اول و سوم ) از انتها و ابتدای Box بیشتر فاصله داشته باشد و داده های پرت در خارج از محدوده ویسکرها قرار می گیرند.
۳-۳- آزمون من -کندال
برای بررسی وجود و یا عدم وجود روند در داده ها از آزمون مشهور من -کندال (Mann-Kendall) استفاده می شود در این آزمون به منظور بررسی روند زمانی پارامتر Y، ابتدا اقدام به محاسبه X مطابق روابط ۱ الی ۳ می شود.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 12 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد