بخشی از مقاله
خلاصه
امروزه حافظت کمی و کیفی منابع آب سطحی و رودخانهها بعنوان شریانهای حیاتی هر منطقه، یکی از پایههای توسعه پایدار به شمار میروند. در این خصوص بررسی ارتباط بین پارامترهای کیفیت آب یک راهکار مهم در برنامهریزیهای مدیریتی میباشد. در مقاله حاضر به بررسی ارتباط بین دو پارامتر TDS و EC در دو ایستگاه منتخب حمیدیه و رامیان از حوضه های کرخه و قره چای پرداخته شد.
همچنین شیب نمودار برازش داده شده از این دو پارامتر برای ماه های تر و خشک سال و با توجه به تأثیر اقلیم های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و حدود %20 دادهها نیز برای صحتسنجی استفاده شد. نتایج نشان داد که EC و TDS هر دو ایستگاه با زمان تغییر می کند. برخی از این تغییرات ناشی از سازندهای زمین شناسی و برخی ناشی از تغییرات دمای محیط و شدت دبی می باشد.
1. مقدمه
همزمان با کاهش منابع آب، رشد روزافزون جمعیت و توسعه نامناسب صنایع مجاور رودخانهها و ورود فاضلابهای انسانی، کشاورزی و صنعتی، پایداری کمی و کیفی منابع آب در اغلب نقاط دنیا با چالشهای جدی مواجه است. غلظت کل جامدات محلول - 5TDS - و هدایت الکتریکی - 6EC - از مهمترین پارامترهای ارزیابی کیفی آب است. میزان بالای TDS می تواند برای ارگانیسمهای آبزی زیانبار بوده و استفاده بهینه از آب را محدود نماید.
هدایت الکتریکی آب نشاندهنده قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان الکتریسیته است و تابعی از قدرت یونی آب - مقدار کاتیونها و آنیونهای موجود در آب - می باشد. هدایت الکتریکی - EC - را با واحد میکروزیمنس بر سانتی متر و یا میکرو مو بر سانتیمتر اندازه گیری میکنند. وقتی غلظت ناخالصیها در آب زیاد شود ، یونها بر روی حرکت یکدیگر اثر منفی گذاشته و دیگر هدایت الکتریکی محلول با غلظت یونها رابطه خطی نخواهد داشت. در واقع رابطه بین TDS و EC برای هر نمونه آب فرق دارد و بستگی به غلظت و نوع ناخالصی های موجود در آب دارد، بنابراین اندازهگیری EC، نشانگر مناسبی در مورد TDS است .
عالینژاد - 1384 - در مطالعه خود به بررسی برخی از خصوصیات کیفی آب قنات لقدمه سامان - شهرکرد - پرداخت. در این پژوهش همبستگی 0/97 بین هدایت الکترکی و کل مواد محلول بدست آمد .[2] امامقلی و همکاران - 1385 - روند تغییرات مقدار املاح محلول در آب و EC را در قالب مدل رگرسیونی خطی برای رودخانه کندک استان خوزستان مورد بررسی قرار دادند .
قره محمدلو - 1386 - در مطالعهای که بر روی رودخانه چهلچای و در ایستگاه هیدرومتری لزوره - استان گلستان - انجام داد نشان داد که رابطهای مشخص و قابل اعتماد بین دبی و TDS وجود ندارد .[4] جلیلیان و امینی - 1386 - به منظور بررسی رابطه بین فاکتور EC و TDS در آب رودخانه زاینده رود و آب آشامیدنی شهر اصفهان، با توجه به رابطه TDS=EC*X و با نمونه برداری و انجام آزمایشات مکرر، EC و TDS را اندازه گیری و مقدار X محاسبه گردید
دود کانلوی میلان و همکاران - 1390 - به منظور بررسی تغییرات زمانی EC و TDS و ارتباط این دو پارامتر با یکدیگر در دو آبخوان مجاور واقع در دشت لردگان نمونه برداری انجام دادند. نتایج نشان داد که میانگین EC و TDS دو آبخوان متفاوت است و همچنین در طول سال هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول هر دو آبخوان با زمان تغییر میکنند .
هان سلو - 1995 - نیز در مطالعات خود نتیجهگیریهای مشابهی در رابطه با استفاده از روابط رگرسیونی در تعیین مؤلفههای وابسته را ارائه میدهد که در این مورد نیز برازش یکی از معادلات رگرسیونی بر دادههای موجود و استفاده از ضریب تعیین - R2 - مد نظر بوده است. بتوشا و همکاران - 2006 - در مطالعه خود بر روی کیفیت آب های زیرزمینی منطقه غربی کویماتور هند ضریب تعیین 0/95 را بدست آوردند.
نتایج این مطالعات نشان میدهد که تخمین و برآورد پارامترهای کیفی آب با استفاده از سایر مؤلفههای اندازهگیری شده، مورد توجه قرار گرفته است
تیرامالین و همکاران - 2009 - در مطالعه خود در منطقه ساحلی مالزی به بررسی ویژگیهای فیزیکی شیمیایی آب های زیرزمینی این منطقه برای مصرف آبیاری پرداختند. در این پژوهش همبستگی 0/63 را بین هدایت الکتریکی و کل مواد محلول آب پیدا شد .
در تحقیق حاضر با استفاده از روش رگرسیونی ارتباط بین مؤلفه کیفی TDS با EC مورد بررسی قرار گرفته است. ارتباط بین این دو پارامتر منحصر به فرد نمیباشد و بستگی به حوضه مورد نظر دارد و همبستگی بین این دو پارامتر و نیز شیب رابطه خطی در فصلهای مختلف تر و خشک سال متغیر است. با استفاده از این رابطه میتوان TDS آبهای سطحی رودخانه کرخه و قرهچای را با اندازهگیری سریع EC تخمین زد.
.2 مواد و روشها منطقه مورد مطالعه
· رودخانه کرخه
رودخانه کرخه سومین رودخانه پرآب کشور بعد از رودخانههای کارون و دز محسوب میگردد که مساحت حوضه آن حدود 50727 کیلومترمربع است. این رودخانه ابتدا وارد هورالعظیم شده سپس از طریق اروندرود با خلیج فارس ارتباط پیدا میکند. سرشاخههای رودخانه کرخه رواناب مناطق وسیعی از استان های ایلام، کرمانشاه، لرستان، همدان و مناطق محدودی از استانهای کردستان و خوزستان را زهکشی و وارد هورالعظیم مینماید.
رودخانه کرخه با گذر از ارتفاعات زاگرس وارد جلگه خوزستان شده و از باختر دزفول و شهرهای شوش، سوسنگرد و بستان عبورکرده و طی انشعابات متعدد وارد تالاب هورالعظیم میگردد. از شاخههای اصلی در دشت آزادگان میتوان به شاخههای سابله، هوفل، نیسان و کرخه نور اشاره نمود. شاخه اصلی کرخه در باختر بستان وارد این تالاب میشود. این رودخانه از سرریز هورالعظیم به رودخانه اروند و خلیج فارس مرتبط میشود. متوسطه ارتفاع حوزه 24/5 متر میباشد. در این تحقیق از دادههای آماری ایستگاه حمیدیه استفاده شده است. این ایستگاه در منطقهای با طول جغرافیایی 50 -07 - 26 و عرض جغرافیایی 31 -46 - 19 واقع شده است.
· رودخانه قرهچای
حوزه آبخیز قرهچای رامیان یکی از زیرحوزههای گرگانرود است که در شرق استان گلستان واقع شده است. منطقه مورد مطالعه که در دامنه شمال شرقی سلسله جبال البرز قرار دارد با وسعت 250 کیلومتر مربع، دارای آبراههای به طول 30/65 کیلومتر میباشد. این حوضه از شمال به شهرستان رامیان، از جنوب به ارتفاعات جوز چال و کوههای ملچ آرام و کوه قطارچشمه، از شرق به منطقه تیل آباد و از غرب به کوه قلعه موران و منطقه سفیدچال محدود میگردد. رودخانه قره چای رامیان در طول مسیر از رقوم متفاوتی عبور میکند، بطوری که مناطق اطراف بالادست آن کاملاً کوهستانی بوده و از نظر کاربری اراضی نیز بیشتر جنگلی میباشد ولی مناطق اطراف پایین دست آن تقریباً هموار بوده و به اراضی کشاورزی اختصاص یافته است. ارتفاع حداکثر، متوسط و حداقل حوزه به ترتیب 2977، 1315 و 200 متر میباشد.
ایستگاه هیدرومتری مورد نظر در این مطالعه برای رودخانه قرهچای، ایستگاه رامیان می باشد. این حوزه با وسعت 250 کیلومترمربع، در محدوده جغرافیایی 54 45 تا 55 15 طول شرقی 36 48 تا 37 12 عرض شمالی واقع شده است.
شکل -1 موقعیت ایستگاه رامیان بر روی رودخانه قر چای
جدول -1 اطلاعات آماری ایستگاه های هیدرومتری حمیدیه و رامیان
.3 روش کار
هدایت الکتریکی آب نشاندهنده توانایی عبور جریان برق از آب است. در واقع آب کاملاً خالص، هادی جریان برق نیست. هدایت الکتریکی آب بر روی سرعت خوردگی آب و درجه یونیزاسیون نمکهای آب تأثیر میگذارد. EC بالای آب رودخانه، باعث افزایش خوردگی لوله-های انتقال آب و اتصالات شده و همچنین باعث شوری خاک و در نتیجه کاهش رشد گیاهان خواهد شد. همچنین غلظت نمک در آب، بر مقدار گاز محلول درآب تأثیر میگذارد. به طورکلی حلالیت گازها با افزایش شوری کاهش مییابد. هدایت الکترکی آب شاخصی از میزان املاح محلول آب است. معمولاً بین این دو پارامتر یک ارتباط قوی خطی برقرار است.
غلظت املاح در آبهای سطحی و زیرزمینی ناشی از تماس آب با تشکیلات زمین شناسی مسیر آب و حل شدن مواد و یونیزه شدن آن ها در آب و یا از زهکشی اراضی می باشد. برای انجام این تحقیق از دادههای شرکت مدیریت منابع آب ایران در ایستگاه حمیدیه رودخانه کرخه و ایستگاه رامیان رودخانه قرهچای استفاده شده است. دادههای مذکور شامل برخی معرفهای کیفی آب همچون TDS و EC میباشد. دادهها به صورت سری زمانی ماهانه و از سال 1347 تا 1391 در دسترس میباشند
