بخشی از مقاله
چکیده:
رودخانه زهره به عنوان مهمترین منابع آبی در منطقه و یکی از پنج رودخانه مهم جاری در استان خوزستان بوده و مساحت حوضه آبریز آن در حدود 17150کیلومتر مربع است. این رودخانه در طی مسیر نسبتاً طولانی خود از روی تشکیلات متنوع زمینشناسی عبور مینماید، که این امر باعث تغییر در کیفیت آب رودخانه میگردد.
در این تحقیق جهت بررسی نقش و میزان هر یک از کانیها موثر در تغییر کیفیت آب رودخانه زهره، از کد کامپیوتری PHREEQC بر پایه دادههای هیدروشیمیایی در دو دوره کمآبی - شهریور85 تا آبان - 85 و پرآبی - اسفند 85 تا اردیبهشت - 86 استفاده گردیده است. لذا به منظور تأکید بر حضور رودخانه برتشکیلات زمینشناسی و همینطور عدم تداخل آلودگیهای انسانساخت، سه بازه مطالعاتی انتخاب گردید که در این بازهها از اطلاعات کیفی 6 ایستگاه استفاده گردید. در پایان مشخص گردید که در آلودگی طبیعی رودخانه زهره کانیهای ژیپس، دولومیت، هالیت و انیدریت با میزانهای مختلف نقش دارند.
مقدمه
آن دسته از آلودگی رودخانهها که انسانساخت نبوده و انسان هیچ نقشی در تولید و یا ایجاد آن ندارد، مثل آلودگی ناشی از تشکیلات زمینشناسی، را میتوان تحت عنوان آلودگی طبیعی برشمرد چرا که هیچ آبی در طبیعت حتی در مناطق دست نخورده وجود ندارد که تا حدی آلودگی نداشته باشد. منابع آلودگیهای طبیعی در رودخانهها را میتوان به چهار دسته تقسیم کرد که عبارتند از: سیلابها، تراوش آبهای زیرزمینی، تراوش از باتلاقها، زندگی موجودات آبزی و تشکیلات زمینشناسی.
در طی تحقیقاتی که بر روی ترکیب آب رودخانههای مهم دنیا به منظور شناسائی عوامل کنترل کننده آب آنها صورت گرفت به این نتیجه رسیدند که شیمی آبهای سطحی و ترکیب آب رودخانهها متأثر از سه واکنش درونی در آب میباشد که در این واکنشها، ممکن است تأثیر یکی بیشتر باشد. بطوریکه یا ترکیب آب بارندگی غالب است1 یا ترکیب سنگروند واکنش را تحت کنترل دارد و یا در نهایت فرایند تبخیر- تهنشینی کیفیت شیمیائی آب را مشخص مینمایند.
از طرفی اگر کیفیت شیمیائی آب رودخانه تحت تأثیر واکنشهای آب- سنگ باشد، میتوان با انجام مدلسازی به نوع فرآیندهای شیمیائی صورت گرفته در طول مسیر و همینطور میزان کانیهای انحلال یافته یا تهنشین شده پیبرد. بدین منظور در این تحقیق جهت شبیهسازی واکنشهای شیمیائی آب از کد کامپیوتری Phreeqc استفاده شده است.
مواد و روشها
در تعیین محدوده مطالعاتی این تحقیق سه موضوع نقش محوری دارند. اول اینکه محدوده مطالعاتی بایستی بگونهای انتخاب گردد که در این محدوده شاهد حضور رودخانه بر روی تشکیلات زمینشناسی باشیم. دومین موضوعی که در تعیین محدوده مطالعاتی بایستی مدنظر قرار بگیرد حذف عوامل مخدوش کننده است. منظور از عوامل مخدوش کننده، آلودگیهای طبیعی و یا غیرطبیعی - انسانساخت - میباشند که عمدتاً توسط شاخههای فرعی وارد شاخه اصلی رودخانه زهره میگردند و بدلایل مختلف امکان ردگیری، تفکیک و یا تعیین منشأ آنها وجود ندارد. لذا بازه مطالعاتی بگونهای انتخاب میگردد که امکان تفکیک آلودگی طبیعی و عامل مخدوش کننده میسر باشد. سومین موضوعی که در انتخاب بازه مطالعاتی از رودخانه زهره نقش محوری دارد، موقعیت و کیفیت ایستگاههای نمونهبرداری به لحاظ اطلاعات کمی و کیفی مورد نیاز مطالعات میباشد. بر این اساس محدوده مطالعاتی به سه بازه بصورت ذیل تقسیم میشود:
-1 بازه یک: بازه توکلآباد- کوسنگان
-2 بازه دو: بازه خاناحمد- چمشیر
-3 بازه سه: بازه گچساران- چمبستان
پارامترهایی که در این تحقیق به عنوان دادههای ورودی به نرم افزارها مورد استفاده قرار میگیرند، عبارتند از: دما، TDS، EC ، قلیائیت، pH و غلظت کاتیونها Na+ - ، Mg++، K+، - Ca++ و آنیونها Cl- - ، CO3--، SO4--، - HCO3- که در دو دوره سه ماهه کمآبی - شهریور85 تا آبان - 85 و پرآبی - اسفند 85 تا اردیبهشت - 86 برداشت شده است - سازمان آب و برق خوزستان، . - 1385 لازم به تذکر است که در این تحقیق از اطلاعات ایستگاه هیدرومتری گچساران نیز استفاده شده است.
جهت بررسی کیفیت هیدروژئوشیمیایی رودخانه زهره از روش مدلسازی معکوس - Inverse - استفاده شده است. تهیه مدل هیدروژئوشیمیایی معکوس با استفاده از نرمافزار PHREEQC انجام گرفته است.
هدف از این مدلسازی یافتن دستهای از انتقالهای مولی کانیها میباشد که در هنگام تکامل شیمیایی آب صورت می-پذیرد - محمودلو،م. - 1387 با توجه به آنچه که پیش از این گفته شد، در حوضهآبریز رودخانه زهره، امکان شبیهسازی فرآیندهای شیمیایی حاکم بر رودخانه زهره در حدفاصل ایستگاههای توکلآباد و چمبستان در سه بازه مورد اشاره وجود دارد.
بحث:
نتایج اندیس اشباع حاصل از اجرای نرم افزار PHREEQC در جداول - 1 - و - 2 - ارائه شده است، در این جداول وضعیت انحلال و رسوب کانیها بصورت نقطهای در ایستگاههای منتخب ارائه شده است. در ادامه و با تهیه مدل ژئوشیمیایی معکوس، اطلاعات خروجی در جداول - 3 - ، - 4 - و - 5 - خلاصه میگردند.
جدول - : - 1 اندیس اشباع فاز کانیایی نمونههای آب رودخانه زهره در ایستگاههای منتخب- دوره کم آبی
جدول - : - 2 اندیس اشباع فاز کانیایی نمونههای آب رودخانه زهره در ایستگاههای منتخب- دوره پرآبی
بر اساس این روند انحلال و رسوب کانیها در دوره کمآبی و پرآبی مشابه میباشد. بدین ترتیب که کانی کلسیت در کل بازه مطالعاتی رسوب و کانی هالیت انحلال مینماید. کانی انیدریت در بازه - 1 - و - 3 - رسوب و در بازه - 2 - انحلال، کانی دولومیت در بازه - 1 - و - 3 - انحلال یافته و در بازه - 2 - هیچ واکنشی با رودخانه ندارد. کانی ژیپس بر عکس کانی انیدریت عمل نموده و در بازه - 1 - و - 3 - انحلال و در بازه - 2 - رسوب مینماید
