بخشی از مقاله
چکیده
آبهای زیرزمینی به عنوان یکی از منابع طبیعی در جهان، و بخصوص در کشور ایران بخش قابلملاحظهای از مصارف آب در بخش کشاورزی را تأمین میکند. با اینکه در بسیاری از مناطق منابع غنی آب وجود دارد، ولی از لحاظ کیفی نمیتوان از آنها استفاده کرد. لذا پایش کیفی منابع آب در بهبود کیفیت آب تأثیرگذار بوده و نیز از ارزش اقتصادی برخوردار و عامل مهمی در کاهش هزینههای تولید و تصفیه آب بشمار می رود.
این تحقیق باهدف بررسی شاخص خورندگی و رسوبگذاری منابع آب زیرزمینی منطقه قروه-دهگلان در استان کردستان صورت گرفته و پس از سنجش عوامل مورد نیاز بر اساس روشهای استاندارد، شاخص های اشباع لانژلیر - LSI - و پایداری رایزنر - RSI - با استفاده از روابط مورد نیاز، در سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - ، با استفاده از روش معکوس فاصله - IDW - در سالهای 87-88 انجام شده است. کیفیت آب زیرزمینی در این حوزه از نظر شاخص اشباع لانژلیر و شاخص پایداری رایزنر در منطقه، بیشترنسبتاً رسوبده و نسبتاً خورنده میباشد.
.1 مقدمه
آب زیرزمینی از مهمترین منابع طبیعی در جهان است. در شرایط کنونی در ایران بخش قابلملاحظهای از مصارف آب کشاورزی توسط منابع آب زیرزمینی تأمین میگردد. کیفیت آب نیز به اندازه کمیت آن مهم است زیرا در بسیاری از مناطق منابع آب وجود دارد، ولی فقط در جاهایی که کیفیت آب برای مصارف مورد نظر مناسب باشد میتوان از آن استفاده کرد. در مناطق خشک و نیمهخشک در اغلب موارد که آبهای سطحی به میزان خیلی کم دیده میشوند، آبهای زیرزمینی قابلدسترس میباشند . همچنین با برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی به خصوص در بخش کشاورزی سطح آبهای زیرزمینی به شدت کاهش مییابد .
بر اساس گزارش وکیلی - 1375 - ، از مجموع 130 میلیارد مترمکعب آب قابلدسترس، حجم برداشت از آبهای زیرزمینی ایران 45 میلیارد مترمکعب است. به طور کلی در سالهای اخیر در ایران با برداشتهای بی رویه از منابع آب زیرزمینی تعادل بین میزان تخلیه و تغذیه به هیچ عنوان رعایت نشده است که از عواقب آن تقلیل کیفیت آبهای زیرزمینی است. آبیاری قطرهای به دلیل افزایش ضریب تأثیرگذاری و راندمان بالا از اهمیت بالایی برخوردار است. اساسی ترین مشکل سیستمهای آبیاری قطرهای، گرفتگی قطرهچکانها است. لذا بایستی کلیه عوامل گرفتگی خروجیها را شناسایی کرد و سپس روشهای حذف یا به حداقل رسانیدن هر عامل اعمال شود
به طور کلی گرفتگی قطرهچکانها شامل گرفتگی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. گرفتگی شیمیایی که ناشی از رسوب کربنات کلسیم، منیزیم و سولفات کلسیم است، جزء اولین پارامترهایی است که باید قبل از طراحی سیستم های آبیاری قطرهای مورد بررسی قرار گیرد. گرفتگی قطرهچکانها باعث توزیع نامناسب آب در طول لوله فرعی شده و در نتیجه یکنواختی کاربرد آب و همچنین تولید محصول را تحت تأثیر قرار میدهدمعمولاً، این فرایند تدریجی و تعیین محل آن سخت است.
دمای بالا یا pH زیاد نیز در مسئله رسوبدهی دخالت دارند. رسوبدهی می تواند بر اثر بالا بودن سولفات و کربنات کلسیم یا سولفات و کربنات منیزیم و کربنات آب باشد. در تصفیهخانهها با اضافه کردن مواد شیمیایی ویژهای مشکل رسوبگذاری و خورندگی را حل میکنند. فرایند تصفیهای کنترل این مشکل، تثبیت1 نامیده میشود
توجه به کیفیت آب تنها مربوط به گرفتگی قطرهچکانها و رسوب مواد شیمیایی در داخل لولهها و خروجیها نیست، بلکه کیفیت آب بر خاک و گیاه نیز تأثیر دارد .
امروزه خوردگی و خسارات ناشی از آن به عنوان یک واقعیت اجتنابناپذیر خود نمایی میکند و هر ساله بیش از صدها میلیون دلار خسارت ناشی از خوردگی در سیستمهای توزیع آب به جوامع وارد میشود. حفاظت از خوردگی، یکی از اصلیترین ملاحظات در تأسیسات تصفیهخانه و شبکه توزیع است. رنگ کردن، پوششدار کردن، نگهداری مناسب با اجرای محافظت کاتدی سیستم و تزریق پیوسته بازدارندههای خوردگی به سیستم توزیع از اقدامات اصلی است که میتوان انجام داد.
برای دقیقتر شدن موضوع، باید ابتدا به تعریف درستی از رسوبگذاری برسیم که برای این منظور به تعریف رسوب2 میپردازیم، که عبارت است از به وجود آمدن یک لایه سخت بر روی سطوح در تماس با آب در اثر به حد اشباع رسیدن جامدات محلول در آب رسوب کلسیم تشکیلشده در آب یکی از متداولترین مقیاسهای کنترل در سیستمهای آبی است. تشکیل رسوب در لولهها و در آب هایی که کربنات کلسیم در حد فوق اشباع باشد و مقادیر سختی آن هم بالا باشد منجر به گرفتگی لولهها میشود .بنابراین باید به کیفیت منابع تأمین آب و تثبیت آنها توجه ویژهای داشت.عمل تثبیت به دلایل زیر انجام میگیرد
برای استفاده از آب زیرزمینی برای آبیاری تحت فشار کنترل کیفیت شیمیایی آب از محدودیتهای استفاده از آب است که باید مد نظر قرار بگیرد. به همین منظور برای تشخیص و حذف ناخالصیهای موجود در آب شاخصهای متفاوتی ارائه شده است که میتوان با اندازهگیری این شاخصهای شیمیایی و با استفاده از نتایج حاصل از آزمایشها از بروز مشکلات مختلف و اتلاف منابع مالی جلوگیری نمود. در این زمینه شاخصهای متعددی برای تعیین پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب ارائه شده است.
بیشتر این شاخص ها بر اساس این فرضیه میباشند که آبهایی با تمایل به رسوب جرم کربنات کلسیم بر روی سطوح فلزی، خاصیت خورندگی کمتری از خود نشان میدهد. برای این منظور شاخص لانژلیر3 و رایزنر4 را در سیستم اطلاعات جغرافیایی5 از طریق روش درونیابی معکوس فاصله مورد بحث قرار میدهیم. طی چند دهه اخیر مبانی علم زمین آمار گسترش یافته و تواناییهای این شاخه از آمار در بررسی و پیشبینی متغیرهای مکانی مشخص شده است. از جمله روش های درونیابی جهت تهیه نقشههای تغییرات کیفیت آبهای زیرزمینی میتوان به مدل عکس فاصله6، اسپلاین7، کریجینگ8، نزدیکی همسایگی9 و Trend اشاره کرد
هر کدام از این روشها به پارامترهای مختلفی برای پیشبینی مقادیر مجهول نیاز دارد. به طور کلی روش های درونیابی بر این فرض توسعهیافتهاند که نقاط نزدیکتر به یکدیگر نسبت به نقاط دورتر همبستگی و تشابه بیشتری دارند. روشهای مختلف میانیابی بر اساس روش ارزیابی متقابل مورد بررسی و ارزیابی قرار میگیرد. در این روش یک نقطه به صورت موقتی حذفشده و با اعمال میان یابی مورد نظر برای آن نقطه مقداری برآورد میگردد، سپس مقدار حذفشده به جای خود برگردانده شده و برای بقیه نقاط به صورت مجزا این برآورد صورت میگیرد به طوری که در پایان جدولی با دو ستون که نشان دهنده مقادیر واقعی و برآورد شده است، حاصل میگردد
بنابراین مزیت زمین آمار آن است که میتوان با استفاده از دادههای یک کمیت در مختصات معلوم، مقدار همان کمیت را در نقطهای با مختصات معلوم دیگر، واقع در درون دامنهای که ساختار فضایی حاکم است، تخمین زد
روش عکس فاصله برای هر یک از نقاط اندازهگیری - نمونهبرداری شده - ، وزنی بر اساس فاصله بین آن نقطه تا موقعیت نقطه مجهول در نظر میگیرد. البته باید توجه داشت که این روش بدون توجه به موقعیت و آرایش نقاط، فقط فاصله آنها را در نظر میگیرد. یعنی نقاطی که دارای فاصله یکسانی هستند دارای وزن یکسانی میباشند در زمین آمار بر خلاف آمار کلاسیک نمونههای مجاور تا فاصله معینی به هم وابستهاند
بنابراین عدم مدیریت صحیح این منبع حیاتی در دراز مدت آن را از لحاظ کیفی دچار بحران خواهد نمود. تنوع کیفی آب زیرزمینی از لحاظ فیزیکی و شیمیایی تابع خصوصیات زمینشناسی و فعالیتهای انسانی در هر منطقه میباشد. در مطالعات هیدروژئوشیمیایی، نواحی با کیفیت مناسب آب زیرزمینی با اهداف شرب، کشاورزی و صنعت مشخص میشود .
در مورد تأثیرات رسوب و خورندگی تاکنون تحقیقات زیادی صورت گرفته است. در این تحقیق با واردکردن این شاخصها در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی، به تحلیل مکانی این پارامترها میپردازیم.
.2 مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
منطقه قروه-دهگلان در طول شرقی 48 12 تا 47 7 و عرض شمالی 35 38 تا 34 56 با مساحت 4336/7 کیلومترمربع در جنوب شرقی استان کردستان قرار دارد. از شمال شهرستان بیجار، از شرق و جنوب شرقی به شهرستان همدان، از جنوب به شهرستان سقر و از غرب به شهرستان سنندج محدود است. حوزه قروه-دهگلان مشتمل بر چهار بخش ییلاق، مرکزی، چهاردولی و سریش آباد است.
بر اساس متوسط آمار دراز مدت بارندگی 30 - ساله - ، میانگین بارندگی در منطقه به میزان حدود 400-300 میلیمتر بوده و فصل تابستان - تیر و مرداد ماه - دارای مقادیر ناچیزی از بارندگی میباشد. حداکثر تبخیر در تیر ماه به بیش از 350 میلیلیتر میرسد. حتی در ماههای سردتر سال میزان تبخیرکماکان از مقدار نسبتاً بالایی برخوردار میباشد. بخش غالب آب های سطحی استان در قسمت غربی و بخش عمده منابع آب زیرزمینی در قسمت شرقی استان به ویژه در دشتهای قروه و دهگلان متمرکز شده است. موقعیت مکانی منطقه در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل :1 موقعیت مکانی حوزه قروه-دهگلان در استان کردستان
