بررسی تاثیر عوامل اقلیمی در روند زمانی تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت نجف‎آباد

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: منطقه نجف‎آباد به ‎علت کمبود بارش و وقوع خشک‎سالی‎های پیاپی به منابع آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی، شرب و صنعتی نیازمند است. در آبخوان نجف‎آباد از منابع آب زیرزمینی به شکل نا‎متعارفی استفاده می‎شود که از پیامد‎های اصلی آن می‎توان افت کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی و مصرف بدون مدیریت کاربران حوضه را نام برد. یکی از دلایل کاهش کمیت و کیفیت آب در سال‎های اخیر می‎تواند به‎ علت کاهش بارندگی منطقه باشد. نتایج تحقیقات سال‎های اخیر نشان داده‎ اند که سهم پارامترهای اقلیمی هم‎چون دما و بارش در مقایسه با سهم پارامترهای غیراقلیمی در تغییرات کیفیت و کمیت آب زیرزمینی دشت نجف‎آباد کم نبوده ‎است. از این ‎رو، بررسی روند تغییرات زمانی پارامترهای کمیت و کیفیت آب زیرزمینی در کنار روند متغیرهای اقلیمی در این منطقه از اهمیت به‎سزایی برخوردار است. هدف از پژوهش حاضر بررسی تغییرات زمانی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از آزمون من‎کندال و شیب‎سن و همچنین بررسی تطابق پارامترهای اقلیمی و روند کیفیت آب زیرزمینی است. مواد و روش‎ها: در پژوهش حاضر، منطقه مطالعاتی حوضه نجف‎آباد با مساحت حدود ۱۷۱۲ کیلو‎مترمربع است. متوسط بارش و دمای سالیانه در ایستگاه سینوپتیک نجف‎آباد به‎ ترتیب حدود ۱۴۹ میلی‎متر و ۱۵ درجه سانتی‎گراد هستند. براساس تقسیم‎بندی گوسن، دارای اقلیم نیمه‎بیابانی شدید است. در پژوهش حاضر، جهت بررسی روند تغییرات زمانی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی و همچنین روند زمانی تغییرات پارامترهای اقلیمی دشت نجف‎آباد از آزمون ناپارامتری من‎کندال و شیب‎سن استفاده شد. جهت بررسی روند زمانی تغییرات پارامترهای کیفی آب زیرزمینی (TH، EC، TDS، SAR و SO۴-۲) از اطلاعات ۱۵ حلقه‎ چاه و برای بررسی روند زمانی تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی از آمار ماهانه ۳۰ حلقه‎ چاه در دوره‎ی آماری (۱۴۰۰-۱۳۸۱) استفاده شد. برای رفع نواقص آماری از روش رگرسیون‎گیری استفاده شد. جهت تعیین روند زمانی عناصر اقلیمی بارش و دما، از آمار متوسط ماهانه بارش و دما در طی یک دوره آماری ۱۹ ساله (۱۴۰۰-۱۳۸۱) استفاده شد. این داده‎ها مربوط به ایستگاه سینوپتیک نجف‎آباد هستند. یافته‎ها: پارامترهای TH، EC، TDS و SAR طی بازه زمانی پژوهش در اکثر چاه‎ها روند صعودی داشتند. به‎عبارت دیگر، نتایج روند زمانی تغییرات کیفیت آب در دوره آماری ۲۱ ساله بیانگر کاهش کیفیت آب هستند و بیش‎ترین روند تغییرات صعودی معنی‎دار از بین پارامترهای کیفی مورد بررسی مربوط به EC و TDS است. در بین این ۱۵ حلقه‎ چاه، بیش‎ترین تعداد روند صعودی مربوط به چاه‎های ویلاشهر، شرودان و سیاه‎افشار بود. شیب‎ خط روند هم برای اغلب پارامترهای کیفی مورد بررسی در اکثر چاه‎ها صعودی است که در واقع نشان‎دهنده افزایش غلظت پارامترهای کیفی مورد بررسی در دشت نجف‎آباد و کاهش کیفیت آب زیرزمینی است. در بین همه پارامترهای کیفی مورد بررسی، بیش‎ترین تعداد روند نزولی متعلق به پارامتر سولفات است. از بین ۱۵ حلقه ‎چاه مورد بررسی، چاه اصغرآباد از نظر TH، EC و TDS دچار افت کیفیت شده ‎است. بزرگ‎ترین شیب صعودی خط‎ روند، متعلق به پارامتر EC در چاه اصغر‎آباد است. میانه شیب روند EC آب مثبت و ۱۱/۳۶۴ میکروزیمنس بر سانتی‎متر است که در هر ده سال حدود ۱۱۳/۶۴ میکرو زیمنس بر سانتی‎متر به میزان شوری آب افزوده می‎شود. بزرگ‎ترین شیب‎ خط‎ روند نزولی، مربوط به پارامتر TH در چاه شرق پلی‎اکریل است. روند تغییرات سالانه‎ی سطح تراز آب زیرزمینی نیز در ۲۶ حلقه‎ چاه‎ نزولی است. بیش‎ترین روند نزولی تغییرات سالانه به چاه‎ شماره‎ی ۲۲ واقع در شرق منطقه و بیش‎ترین روند صعودی تغییرات سالانه به چاه شماره ۳۰ واقع در شمال منطقه تعلق دارند. شیب خط روند تغییرات سالانه سطح تراز آب زیرزمینی نیز در ۲۶ حلقه چاه منفی است. بیش‎ترین شیب ‎خط روند نزولی مربوط به چاه ‎شماره ۲۲ واقع در شرق منطقه مطالعاتی است. در حالت کلی، می‎توان استنباط کرد که تعداد چاه‎هایی که سطح تراز آب زیرزمینی با روند نزولی را به ‎خود اختصاص داده‎اند خیلی بیش‎تر از تعداد چاه‎هایی است که سطح تراز آب زیرزمینی، با روند صعودی را به خود اختصاص داده‎اند. می‎توان نتیجه گرفت که روند تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی در دشت نجف‎آباد نزولی است. بیش‎ترین روند تغییرات نزولی و صعودی بارش در دشت نجف‎آباد به ‎ترتیب مربوط به ماه‎های فروردین و تیر است. شیب ‎خط روند بارش در ماه‎های فروردین، آبان، آذر، دی، بهمن و اسفند نزولی و در ماه اردیبهشت صعودی است. بیش‎ترین و کمترین شیب ‎خط روند نزولی بارش در دشت نجف‎آباد به‎ترتیب به ماه‎های فروردین و بهمن تعلق دارند. با توجه به روند نزولی بارش ماهانه در اکثر ماه‎ها (هفت ماه)، می‎توان نتیجه گرفت که در حالت کلی روند تغییرات بارش ماهانه در دشت نجف‎آباد نزولی است. روند تغییرات زمانی و شیب‎ خط روند بارش سالانه نیز نزولی است. نتیجه‎گیری: به‎ طور‎ کلی، با توجه به روند صعودی اغلب پارامترهای کیفی مورد بررسی در اکثر چاه‎ها می‎توان نتیجه گرفت که در این دوره آماری ۲۱ ساله کیفیت آب زیرزمینی دشت نجف‎آباد کاهش پیدا کرده ‎است. در حالت کلی، روند تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی در دشت نجف‎آباد نزولی است که نشان‎دهنده یک وضعیت وخیم در دشت نجف‎آباد بوده ‎است. بنا بر این، لازم است که جهت جلوگیری از یک رویداد ناگوار زیست‎محیطی اقدامات لازم انجام گیرند. روند تغییرات بارش ماهانه و سالانه در دشت نجف‎باد نزولی است. روند تغییرات دمای ماهانه و سالانه در دوره آماری ۱۹ ساله صعودی و معنادار است. با این تفاسیر، روند تغییرات زمانی پارامترهای اقلیمی بارش و دما با تغییرات زمانی پارامترهای کیفیت و کمیت آب زیرزمینی با هم تطابق دارند. به‎ عبارت دیگر، می‎توان نتیجه گرفت که کاهش بارندگی و افزایش دما در منطقه مطالعاتی می‎تواند در کنار پارامتر مدیریت منابع آب زیرزمینی از عوامل موثر در کاهش کمیت و کیفیت آب زیرزمینی باشد. البته عوامل محیطی دیگری نیز از قبیل تغییر کاربری‎ها، بحث سازندها، خاک‎شناسی و عوامل انسانی نیز می‎توانند بر روند کمیت و کیفیت آب زیرزمینی تاثیرگذار باشند که در این پژوهش فقط عوامل اقلیمی بارش و دما بررسی شده‎اند. با توجه به وضعیت روند کیفیت آب‎های زیرزمینی که نامطلوب و کاهشی است، پیشنهاد می‎شود که نقش عوامل انسانی (فعالیت‎های کشاورزی و کاربری اراضی) نیز برای بهبود کیفیت منابع آب زیرزمینی مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

Groundwater Level Changes ، Groundwater Quality ، Mann-Kendall Test ، Rainfall ، آزمون من‎ کندال ، بارش ، تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی ، کیفیت آب