عنوان

بررسی ویژگی‌های هیدروژئولوژیکی و ارائه مدل‌های کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت خوی، شمال‌غرب ایران,‮‭Study of the hydrogeological characteristics and providing quantitative and qualitative models of the groundwater in Khoy plain, NW Iran‬

Number

‭۲۰۸۶۰پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی ویژگی‌های هیدروژئولوژیکی و ارائه مدل‌های کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت خوی، شمال‌غرب ایران

Parallel Title Proper

‮‭Study of the hydrogeological characteristics and providing quantitative and qualitative models of the groundwater in Khoy plain, NW Iran‬

First Statement of Responsibility

/رحیم برزگر

Name of Publisher, Distributor, etc.

: علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۲۲۷‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

زمین‌شناسی گرایش هیدروژئولوژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۱۲/۲۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

دشت خوی در شمال‌صغرب ایران در استان آذربایجان‌صغربی واقع شده است .اگرچه این دشت از منابع وافر تغذیه از محل جریان‌صهای سطحی و زیرزمینی برخوردار است ولی به علت تأمین بخش عمده نیازهای شرب، صنعت و کشاورزی منطقه از منابع آب زیرزمینی، شاهد افت سطح آب در بخش‌صهایی از آبخوان هستیم .از این رو حفاظت کمی و کیفی از منابع آب زیرزمینی و مدیریت و برنامه‌صریزی مدون این منابع ضرورت می‌صیابد .در این مطالعه از نمودارهای کیفی و ترکیبی، مدل‌صسازی هیدروژئوشیمیایی، روش‌های آماری چندمتغیره، روش‌های ارزیابی آسیب‌پذیری شامل دراستیک و دراستیک بهینه‌صشده و مدل‌صسازی ریاضی استفاده شد .برای بررسی وضعیت کیفی منابع آب زیرزمینی دشت و عوامل موثر بر آن، نمونه‌صبرداری از آبخوان‌صهای آزاد و تحت‌صفشار منطقه در تیرماه سال ‮‭۱۳۹۶‬ صورت گرفت و نسبت به عناصر اصلی و برخی عناصرفرعی و کمیاب مورد تجزیه هیدروشیمیایی قرار گرفت .فراوانی غلظت کاتیون‌صها و آنیون‌صهای اصلی موجود در نمونه‌صها براساس مقادیر میانه، به ترتیب به صورت کلسیم > منیزیم > سدیم > پتاسیم و بی‌صکربنات > سولفات > کلراید می‌صباشند .همچنین برخی از نمونه‌صها نسبت به بعضی از فلزات سنگین همچون منگنز، سرب، کادمیوم، آهن، روی و آرسنیک غلظت بالاتری از حد مجاز برای آشامیدن دارند .نمودار پایپر نمونه‌صها نشان داد که تیپ آب زیرزمینی منطقه عمدتا کلروره می‌صباشد .به طور کلی اغلب نمونه‌صهای بخش شرقی و جنوب‌صشرقی دشت که از مقدار مواد جامد محلول بیشتری برخوردار هستند کیفیت نامناسب برای مصرف شرب دارند حال آنکه نمونه‌صهای جمع‌صآوری‌صشده از بخش غربی دشت و نیز تمامی نمونه‌صهای آبخوان تحت‌صفشار، کیفیت مناسب‌صتری برای شرب دارند .بررسی نمودارهای ترکیبی مختلف و آنالیز آماری چندمتغیره نشان داد که تعویض یونی، هوازدگی و انحلال سنگ‌صها و کانی‌صها به ویژه سیلیکات‌صها و تبخیری‌صها و نفوذ آب شور برگشتی حاصل از کشاورزی از عوامل مؤثر بر کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی منطقه می‌صباشند .ترکیب نتایج نسبت‌های یونی و مدل‌سازی ژئوشیمیایی نشان داد که شوری بالای نمونه‌ها در شمال‌صشرقی دشت به علت حلالیت بالای کانی‌صها) به عنوان مثال هالیت و ژیپس (و تبادل یونی معکوس است و نقش انحلال کانی‌صها مهم‌تر از تبادل یونی است .در مقابل، شوری بالا در جنوب‌صشرقی عمدتا به تبادل یونی معکوس و به صورت جزئی فرایند تبخیر نسبت داده می‌شود .علاوه بر این، این قسمت‌صها انتهای مسیر جریان آب زیرزمینی هستند که طبیعتا از مواد معدنی غنی‌صشده می‌صباشند .نتایج آنالیز آماری چندمتغیره بیان‌صگر نقش عمده فرایندهای طبیعی در کیفیت آب زیرزمینی منطقه می‌صباشد .بررسی آسیب‌صپذیری نشان داد که مناطق با خطر آلودگی بسیار بالا عمدتا در غرب دشت و مناطق پرخطر در جنوب و شمال دشت قرار دارند .ارزیابی ریسک سلامت نشان داد که عناصر آرسنیک و کروم به ترتیب با بیشترین و کمترین مقادیر فاکتور خطر را برای کودکان و بزرگسالان بیشترین و کمترین تأثیر را بر خطر بیماری‌صزایی غیرسرطان‌صزا در آبهای زیرزمینی در منطقه دارند .بایستی یادآور شد که افرادی که در منطقه خوی زندگی می‌کنند، در معرض خطر بیماری غیرسرطانی از طریق نوشیدن آب آلوده به فلزات سنگین هستند .بنابراین پایش دائمی و زدودن فلزات کمیاب از آب برای اهالی منطقه امری ضروری می‌صباشد .بیلان آبی منطقه نشان می‌صدهد که مخزن آب زیرزمینی با کاهش ذخیره روبرو بوده است .مدل ریاضی مادفلو در محیط ‮‭GMS‬ به منظور شبیه‌صسازی جریان آب‌صهای زیرزمینی و انتقال آلودگی) یون کلراید (در آبخوان دشت خوی استفاده گردید .پس از شبیه‌صسازی اولیه جریان، مدل با استفاده از روش سعی و خطا و تخمین پارامتر و اطلاعات تراز آب چاه‌صهای منطقه برای حالت پایدار و ناپایدار تحت سناریوهای مختلف شبیه‌صسازی گردید .نتایج خطا بین تراز آبی مشاهده‌صشده و شبیه‌صسازی‌صشده با توجه به حد مجاز‮‭۲‬ متر در دامنه مطلوب قرار داشت .درنهایت از کد عددی ‮‭MT۳DMS‬که انتقال توده‌صای ذرات را شبیه‌صسازی می‌صکند برای تخمین مسیر حرکت شوری آب زیرزمینی منطقه استفاده گردید

Text of Note

Khoy plain is located in the northwest of Iran. Although the aquifer of Khoy is recharged by surface water flows and other sources, the groundwater level has been declined. Also, the majority of water demand for agricultural, drinking and industrial is supplied from groundwater. Therefore, a qualitative and qualitative protection of groundwater resources and management of these resources are necessary. In this study, qualitative and bivariate diagrams, hydrogeochemical modeling, multivariate statistics, vulnerability assessment methods including DRASTIC and its optimized version, and mathematical modeling were used. In order to study the quality of groundwater resources and effective factors on it, sampling from unconfined and confined aquifers were carried out in July 2017 and measured with respect to EC, pH, major and some minor elements (NO3, F, SiO2) and trace elements (Fe, Mn, Al, Zn, Cr, Pb, Cd, Co, Ni and As). Based on the median values, the order of abundance of the major cations was Ca > Mg > Na > K and of major anions was HCO3 > SO4 > Cl. The levels of EC, F, Cd, Pb, Zn, As and all the major ions except K exceeded permissible levels for drinking. Several ionic ratios and geochemical modeling using PHREEQC indicated that the most important hydrogeochemical processes to affect groundwater quality in the plain were weathering and dissolution of evaporitic and silicate minerals and ion exchange. There were smaller effects from evaporation and anthropogenic factors (e.g. agricultural returned water and industries). Results showed that the high salinity of the groundwater in the northeast of the plain was due to high solubility of the evaporitic minerals, e.g. halite and gypsum. Reverse ion exchange and the contribution of mineral dissolution were more significant than ion exchange in the northeastern part of the plain. Elevated salinity of the groundwater in the southeast was attributed mostly to reverse ion exchange and somewhat to evaporation. Health risk assessment results indicated that Cr and As in the groundwater, with hazard quotient values of 0.0001and 11.55, respectively, had the lowest and highest impacts of non-carcinogenic risk to adults and children in the area. The high-risk samples were mainly situated in the northeast and southwest of the Khoy plain where the groundwater was saline. Therefore, special attention should be paid to groundwater management in these areas to control factors (e.g. EC, pH and redox), which stimulate the release of trace elements into groundwater. The optimized bagging ensemble DRASTIC model resulted in r-value of 0.67 between the groundwater contamination risk indices and the NO3 concentrations. Groundwater vulnerability maps showed that very high contamination risk zones were mainly situated in the west of the plain, with some high risk zones in the south and north. Water balance of the aquifer showed that the groundwater reservoir was declining. Modflow mathematical model was applied to simulate the groundwater flow and contaminant (chloride) transport in the aquifer. After initial flow simulation, the model was simulated using try and error and parameter estimation approaches and water level data of the region wells for steady and unsteady states with different scenarios. The errors between observed and simulated water levels were within the acceptable limit (2m). Finally, the numerical code namely MT3DMS which simulates mass transport of particles was used to transport the groundwater salinity in the aquifer

Parallel Title

‮‭Study of the hydrogeological characteristics and providing quantitative and qualitative models of the groundwater in Khoy plain, NW Iran‬

برزگر، رحیم

Barzegar, Rahim

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی