برآورد آسیب پذیری آبخوان با استفاده از مدلهای رتبه دهی توصیفی DRASTIC و CD (مطالعه موردی: دشت لنجانات اصفهان)- غلامحسین حیدر پور؛ نویده نجف پور؛ مسعود سیدی پور- مرکز مهندسی عطران

0

حریم کیفی منابع آب نگرشي ساختاري و راهبردي محسوب مي گردد كه در سطوح كلان مديريت منابع آب كشور براي حفاظت و بهره برداري پايدار از اين منابع حياتي مطرح گرديده است. آبخوان روخانه لنجانات در جنوب غربی استان اصفهان قرار دارد.
مدیریت منابع آب در این محدوده بیشتر از طریق آب­های زیرزمینی است. با توجه به شرایط هیدرولوژیکی و زمین شناسی منطقه و تاثیر منابع آلاینده حاصل از اراضی کشاورزی، صنعت و فاضلاب شهری بر منابع آب زیرزمینی، میزان آسیب پذیری طبیعی آبخوان با مدل­های DRASTIC و CD ارزیابی و با تلفیق آلاینده نیترات در سطح آبخوان به حریم کیفی تبدیل شد.
مدل DRASTIC از هفت ویژگی طبیعی آبخوان شامل عمق تا سطح آب زیرزمینی، تغذیه، محیط آبخوان، خاک، توپوگرافی، تاثیر ناحیه غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان تشکیل شده است. در مدل CD علاوه بر هفت پارامتر مدل DRASTIC ، تاثیر کاربری اراضی نیز در نظر گرفته شده است.
لایه ­ها پس از رتبه دهی و وزن دهی در محیط ArcGIS با یکدیگر ترکیب شدند و میزان آسیب پذیری آبخوان با دو مدل تعیین گردید. بر طبق نتایج، میزان  آسیب پذیری با شاخص DRASTIC بین 87 تا 157 و با شاخص CD بین 130 تا 236 ارزیابی گردید.
به منظور واسنجی شاخص­ها از آلاینده نیترات که گویای آلودگی حاصل از کشاورزی و فاضلاب است، استفاده شد، میزان همبستگی پیرسون بین مدل DRASTIC و CD با نیترات به ترتیب  27  و 31 درصد تعیین شد. با توجه به همبستگی پایین مدل­های آسیب پذیری با آلاینده نیترات، آزمون رتبه­ای ویلکاکسون برای اصلاح رتبه در مدل DRASTIC به کار رفت.
بعد از اصلاح رتبه پارامترهای عمق، تغذیه، محیط آبخوان و هدایت هیدرولیکی، لایه­ها مجددا ترکیب شدند. شاخص بدست آمده به دلیل در نظر گرفتن شرایط آلودگی در واقع حریم کیفی آبخوان است که با آلاینده نیترات 67 درصد همبستگی داشت.
بر طبق نقشه حریم کیفی میزان آسیب پذیری و آلودگی آبخوان از مرکز به سمت شمال آبخوان زیاد و بسیار زیاد است. علت این امر شرایط طبیعی آبخوان از جمله شیب هیدرولوژیکی و تراکم زمین­های کشاورزی و شهری در این محدوده است.
واژگان کلیدی: آسیب پذیری، حریم کیفی، نیترات، آب زیرزمینی، ویلکاکسون

 1- مقدمه
امروزه با رشد جمعيت و افزايش تعداد چاه ها و استفاده بي رويه از آب هاي زيرزميني جهت مصارف شرب، صنعت و كشاورزي از يك طرف و نفوذ زه آب­هاي كشاورزي، نفوذ پساب­هاي صنعتي و فاضلاب­هاي شهري به داخل آبخوان­ها و هم چنين استقرار كاربري­هاي نامناسب در اطراف منابع آبي از طرف ديگر، تغييرات قابل ملاحظه­اي در كيفيت آب هاي زيرزميني به وجود آمده است.
بنابراين علاوه بر تعيين حريم كمي، لزوم تعيين حريم كيفي براساس معيارهاي علمي و كاربردي جهت اعمال مديريت صحيح بر حفاظت و بهره برداري از منابع آب زيرزميني و بالاخص حفاظت از كيفيت اين منابع آب با ارزش بيش از گذشته احساس مي­گردد( وهاب زاده، 1388).
در تعريف مي­توان گفت،‌ حريم كيفي منابع آب زيرزميني عبارت است از تعيين محدوده­ها يا حريم هاي حفاظت كيفي در چندين سطح براي منابع آب زيرزميني در مقابل آلاينده­هاي ناشي از فعاليت­هاي انساني كه براي هر كدام از سطوح حريم كيفي، محدوديت ­ها و تغييرات خاص فعاليت­هاي انساني وضع مي­گردد(Aller و همکاران،1987).
در اكثر مناطق دنيا ازمفهوم آسيب پذيري آبخوان به منظور تعیین حریم کیفی استفاده می­شود. سهولت رسيدن منابع آلاينده به وجود آمده در سطح زمين و پخش آن در سفره آب­هاي زيرزميني به عنوان آسيب پذيري آبخوان تعریف شده است.
به عبارت ديگر آسيب پذيري آبخوان، استعداد طبیعی آبخوان در برابر آلوده شدن است، اما حريم كيفي در نظر گرفتن توامان آسيب پذير ي و نقش آلودگي مي باشد.  در تحلیل آسیب پذیری منابع زیرزمینی مدل­های مختلفی وجود دارد که مدل DRASTIC از کاربردی ترین آنها است. مدل DRASTIC اولین بار در سال 1987 توسط آلر و همکارانش به کار رفت و توسط سازمان محیط زیست امریکا توسعه داده شد.
تا کنون تحقیقات بسیاری در زمینه تحلیل آسیب پذیری آبخوان با DRASTIC  و  با اصلاح این مدل صورت گرفته است (Baalousha، 2010، Hamza و همکاران، 2007، Zghibi و همکاران،2016، معروفی و همکاران، 2013، موسوی و همکاران، 2016و Shirazi و همکاران، 2012).
تبرمابه و واعظی  از مدل دراستیک به منظور تحلیل آسیب پذیری دشت تبریز استفاده نمودند. بعد از تلفیق لایه­ های هفت گانه مدل دراستیک ارزیابی حساسیت تک پارامتری و حذف نقشه انجام دادند.
بر طبق نتایج مشخص شد آسیب پذیری آبخوان دشت تبریز در کلاس کیفی ممتوسط تا زیاد و زیاد قرار دارد و پارامتر عمق سطح ایستابی حساس ترین پارامتر است.
همچنین تلفیق کاربری اراضی با نقشه آسیب پذیری مشخص کرد که در اراضی کشاورزی آسیب پذیری زیاد نیست و سایر نواحی باید تحت محافظت قرار گیرد(تبرمایه و همکاران، 2015). نخستین روحی و همکاران آسیب پذیری دشت عجب شیر در استان آذربایجان شرقی را با مدل­های DRASTIC و SI پهنه بندی نمودند.
بر اساس نتایج میزان آسیب پذیری دشت توسط مدل DRASTIC بیشتر ارزیابی شد. نتایج همبستگی دو مدل DRASTIC و SI با پارامتر TDS نشان داد مدل SI از دقت بیشتری در ارزیابی آسیب پذیری دشت عجب شیر برخوردار است (نخستین روحی و همکاران،2017).
بای و همکاران به ارزیابی آب­های زیرزمینی منطقه بائوتو در چین پرداختند. در این مطالعه ابتدا برای بررسی آسیبپذیری آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه از مدل DRASTIC استفاده نموده و نتایج آن را با کیفیت آب زیرزمینی آن منطقه مقایسه کردند؛
اما از آنجایی که نتایج مدل مذکور با کیفیت آب زیرزمینی مطابقت نداشت، مدل DRASTIC  بر اساس شرایط هیدروژئولوژیکی محلی و با به کارگیری تئوری ترویج و روش فرآیند سلسله مراتبی مورد اصلاح قرار گرفت.
نتایج این بررسی نشان داد که  در ارزیابی آسیب پذیری منطقه، نتایج حاصل از مدل DRASTIC اصلاح شده به کمک تئوری ترویج و روش سلسله مراتبی نسبت به نتایج حاصل از مدل DRASTIC  نرمال مطابقت بیشتری با شرایط واقعی دارد (Bai و همکاران، 2011). Kmiri و همکاران مدل های DRASTIC، SINTACS، GODS و SI را در تحلیل آسیب پذیری آلودگی منابع آب زیرزمینی در مرکز تونس با هم مقایسه نمودند.
ایشان برای این کار از تکنیک GIS استفاده نمودند. برای پارامترهای مختلف مورد استفاده در مدل­ها بانک اطلاعاتی تهیه شد و سپس این پارامترها با درون یابی به روش کریجینگ به لایه های رستری تبدیل گردیدند. نتایج هر چهار مدل نشان میزان آسیب پذیری در جنوب آبخوان بالاتر از سایر مناطق است.
همچنین نتایج مدل های SI و SINTACS در پیش بینی آسیب پذیری آبخوان به یکدیگر مشابه بود(Khemiri و همکاران،2013). ايقبال و همكاران مدل DRASTIC را با مدل منطق فازي بر پايه GIS اصلاح كرد. اين مدل براي تشخيص آسيب پذيري ذاتي آبخوان دشت رانچي در هند به كار رفت. توزيع غلظت يون نيترات نيز در اين دشت مشخص گرديد.
نتايج آسيب پذيري آبخوان با مدل DRASTIC اصلاح شده و مدل استاندارد DRASTIC مقايسه شد كه مدل اصلاح شده در پيش بيني ميزان آسيب پذيري آبخوان نتايج بهتري داشت. همچنين آناليز حساسيت براي تعيين پارامترهاي مؤثر در مدل اصلاح شده DRASTIC انجام گرديد(Iqbal و همکاران، 2015).
منطقه مورد مطالعه به لحاظ ویژگی­های ژئولوژیکی و طبیعی آبخوان و از نظر وضعیت کیفی به دلیل استفاده از کود و سموم نامرغوب در اراضی کشاورزی و عدم وجود شبکه جمع آوری فاضلاب و دفع پساب خانگی از طریق چاه­های جذبی دارای وضعیت کیفی نامناسب در آب­های زیرزمینی است.
از این رو در تحقیق حاضر، به بررسی پتانسیل طبیعی آبخوان به آلودگی و حریم کیفی آن پرداخته شده است.
2- مواد و روش­ها
محدوده مطالعاتی لنجانات بخشی از حوضه آبریز رودخانه زاینده رود بوده که در جنوب غربی اصفهان واقع شده است. جنوب حوضه مورد مطالعه امتداد رشته کوه­های زاگرس مرکزی و قسمت مرکز و شمال حوضه در دشت قرار دارد.
بر طبق آمار میزان بارش متوسط سالیانه در ایستگاه کوهستانی 350 میلی متر و در ایستگاه واقع در دشت زیر 200 میلی متر گزارش شده است. محدوده مطالعاتی در تقسيم بندي زمين شناسي ايران (Stocklin، 1968)، قسمتي از پهنه سنندج – سيرجان را شامل مي­شود.
ژئومورفولوژي منطقه تا حدود زيادي تابع عوامل زمين شناسي، شيب توپوگرافي، فرسايش و وضعيت ساختاري و تكتونيكي منطقه مي­باشد. رودخانه شور در خط القعر اين دشت قرار دارد و زهکش کننده آب­های سطحی است.
شيب عمومي منطقه نيز به سمت شمال حوضه که محل اتصال رودخانه شور به زاينده رود است، می باشد از نظر زمین شناسی منطقه بیش تر از رسوبات کواترنری پوشیده شده است. آبخوان مربوطه از نوع آزاد و آبرفتی بوده و جنس آن بر اساس لوگ­های اکتشافی و مشاهده­ای، شن و ماسه، رس و قلوه سنگ به همراه طبقات کنگلومرایی است.
به دلیل برگشت قابل توجه پساب صنعتی و کشاورزی از نظر کیفیت و آلودگی منابع آب زیرزمینی همواره مورد توجه است.

شکل1- موقعیت محدوده مورد مطالعه لنجانات
در تعيين حريم كيفي بايد شرايط طبيعي و غيرطبيعي را هم زمان در نظر گرفت. بنابراین از لحاظ طبيعي، مفهوم آسيب پذيري مي­تواند شرايط طبیعی انتقال آلودگي را نشان دهد، که بدین منظور در این مطالعه از شاخص آسیب پذیری DRASTIC و نوع اصلاح شده آن به نام مختصر CD[1] استفاده شد.
شاخص DRASTIC در سال 1987 توسط آلر و همکارانش ارائه گردید و بیانگر پتانسیل طبیعی آبخوان به آلوده شدن است. شاخص DRASTIC  از 7 پارامتر که بیانگر وضعیت طبیعی آبخوان از سطح زمین تا سفره آب زیرزمینی هستند، تشکیل شده است (Aller و همکاران، 1987).
شاخص آسیب پذیری CD، از ترکیب لایه ­های مدل DRASTIC و کاربری اراضی تعیین می­شود که هدف از آن در نظر گرفتن نقش آلاینده در آسیب پذیری آبخوان است (Baghapour و همکاران،2014).
هفت پارارمتری که در ارزیابی آسیب پذیر

لایه¬های رتبه بندی شده به ترتیب عمق تا سطح آب زیرزمینی، تغذیه، محیط آبخوان، خاک، توپوگرافی، ناحیه غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی - مرکز مهندسی عطران

ی به روش DRASTIC به کار می روند، عبارت از عمق تا سطح آب زیرزمینی (D)، تغذیه آبخوان(R)، اثر محیط آبخوان(A)، اثرمحیط خاک(S)، توپوگرافی یا شیب آبخوان(T)، اثر ناحیه غیر اشباع (I)و هدایت هیدرولیکی آبخوان(C) است.
به هرپارامتر DRASTIC نسبت به اهميت آن در آسيب پذيري، وزني معادل 1 تا 5 تعلق گرفت. به مهم ترين آنها وزن پنج و به كم اهميت­ترين آنها وزن  یک داده شده است. ارزيابي آسيب پذيري هر منطقه بايد براساس اهميت هر يك از پارامترها در آن منطقه صورت بگيرد.
در نهایت با هم پوشانی لایه­های هفتگانه از طریق رابطه 1، شاخص آسیب پذیری آبخوان با مدل DRASTIC تعیین شد (شکل2).
در رابطه 1، حروف بزرگ لاتین مخفف نام هر لایه و اندیس r و w به ترتیب رتبه و وزن لایه مربوط است. در مدل CD ، اثر کاربری اراضی نیز بر آسیب پذیری آبخوان در نظر گرفته شده است و همانند سایر لایه­ های مدل DRASTIC، به آن رتبه و وزن تعلق گرفت و در محاسبه شاخص آسیب پذیری با سایر لایه­های DRASTIC ترکیب گردید.
رتبه و وزن پارامترهای شاخص DRASTIC و CD در جدول 1 ذکر شده است.

جدول 1- رتبه و وزن لایه­ های شاخص DRASTIC و CD ]1 [

D وزن= 5 دامنه 5/1-0 6/4-5/1 1/9-6/4 2/15-1/9 8/22-2/15 4/30-8/22 4/30<
رتبه 10 9 7 5 3 2 1
R وزن= 4 دامنه 8/50-0 6/101-8/50 8/177-6/101 254-8/177 254<
رتبه 1 3 6 8 9
A وزن= 3 دامنه شیل توده­ای آذرین دگرگونی ماسه سنگ لایه­ای و سنگ آهک ماسه سنگ توده­ای سنگ آهک توده ای شن و ماسه بازالت سنگ آهک کارستی
رتبه 2 3 6 6 8 8 9 10
S وزن= 2 دامنه شن ماسه رس فشرده لوم ماسه­ای لوم لوم سیلتی لوم رس دار کود
رتبه 10 9 7 6 5 4 3 2
T وزن= 1 دامنه 9/1-0 95-2 9/11/2006 9/17/2012 18<
رتبه 10 9 5 3 1
I وزن= 5 دامنه لایه محبوس کننده سیلت/ رس شیل سنگ اهک شن و ماسه با مقادیر رس و سیلت شن و ماسه بازالت سنگ آهک کارستی
رتبه 1 3 3 6 6 4 98 10
C وزن= 3 دامنه 4-0 2/12-1/4 6/28-3/12 40-7/28 81-41 82
رتبه 1 2 4 6 8 10
کاربری راضی وزن= 5 دامنه  شهری زراعی  باغات بلااستفاده
رتبه  9  8  6  5

براي تعيين حريم كيفي در نظر گرفتن شرايط طبيعي لازم است اما كافي نمي باشد. بنابراين بايد پارامتر آلودگي را نيز در تعيين آن دخيل نمود. در محدوده مورد مطالعه منابع آلاینده نقطه­ای شامل چاه های جذبی و منابع آلاینده غیر نقطه­ای شامل زمین های کشاورزی (کاربری کشاورزی) حریم کیفی
از جمله مهمترین منابع آلاینده در محدوده مطالعاتی هستند که شاخص ترین پارامتر آلاینده این منابع که باعث تخریب آب­های زیرزمینی می­شود، نیترات است.
حریم کیفی بنابراین بعد از تعیین آسیب پذیری آبخوان، حریم کیفی نسبت به کاربری کشاورزی و فاضلاب شهری بر اساس آلاینده نیترات تعیین شده است.
3- بحث و نتایج
آنالیزهای مربوط به آماده سازی لایه­ها و رتبه دهی و وزن دهی آنها در محیط ArcGIS صورت پذیرفت. لایه عمق آب زیرزمینی که تعيين كننده عمقي است كه آلوده كننده بايد طي كند تا به سطح ايستابي برسد و از اهميت قابل توجهي برخوردار است، از اطلاعات چاه­های مشاهده­ای و بهره برداری در سطح حوضه در سال­های 1394 و 1395 استفاده شد و نقشه هم عمق آب زیرزمینی به صورت رستری تهیه و بر اساس جدول 1 رتبه بندی گردید.
لایه تغذیه آبخوان معرف مقدار آبي است كه از سطح زمين نفوذ كرده و به سطح ايستابي مي­رسد. تغذيه باعث می­شود تا آلوده كننده به صورت عمودي انتقال يافته و به سطح ايستابي برسد و به صورت افقي در آبخوان حركت كند.
روش­های متعددی برای تهیه این لایه وجود دارد که با توجه به نحوه تغذیه آبخوان از آن استفاده می­شود در این طرح برای تهیه لایه تغذیه آبخوان از ترکیب دو نقشه تغذیه از بارندگی و تغذیه از پساب برگشتی کشاورزی، صنعت و شرب استفاده شد.
بر اساس مطالعات بیلان منطقه که در سال 1393 توسط شرکت آب منطقه­ای اصفهان انجام گرفته بود درصد تغذیه از بارندگی معادل 10 درصد، پساب برگشتی از کشاورزی معادل 30 درصد، پساب برگشتی از شرب معادل70 درصد و پساب برگشتی از صنعت معادل 10 درصد در نظر گرفته شد. حریم کیفی
در تهیه نقشه پساب برگشتی یک شبکه از چاه­های بهره برداری، چاه­های جذبی و نفوذ از صنعت در نظر گرفته شد و بعد از تیسن بندی، نقشه تغذیه مربوط به پساب برگشتی تهیه گردید. نهایتا با ترکیب نقشه­ تغذیه ناشی از بارندگی و پساب برگشتی به آب زیرزمینی نقشه تغذیه خالص آبخوان مشخص و رتبه بندی گردید (مطالعات بیلان منابع آب، 1393).
حریم کیفی محیط آبخوان و مواد تشكيل دهنده آن، طول و چگونگي روند مسير سيستم جريان آب زيرزميني در آبخوان را مشخص مي­كند. برای تهیه این لایه از اطلاعات 18 لوگ حفاری که با اطلاعات چاه­های مشاهده­ای و بهره برداری به روز رسانی گردید استفاده شد.
لازم به ذکر است لایه ناحیه غیر اشباع و محیط آبخوان اکثرا از شن و ماسه، کمی رس و قلوه سنگ تشکیل شده است. سپس بر اساس جدول 1 رتبه بندی گردید. محيط خاك تاثير بسيار مهمي در تغذيه­اي دارد كه به سطح ايستابي نفوذ مي­كند، و بر چگونگي حركت آلوده كننده موثر است. حریم کیفی
وجود مواد با بافت ريزدانه نظير سيلت و رس تراوايي نسبي خاك را كاهش می­دهند و مهاجرت و حركت آلوده كننده­ها را محدود مي­سازند. در تهیه لایه خاک نقشه­های خاکشناسی محدوده و اطلاعات لوگ حفاری تا عمق دو متر به کار رفت. با توجه به اطلاعات لوگ حفاری در منطقه جنس لایه خاک اکثرا لوم ماسه­ای، لوم شنی و شنی لومی بود و بر طبق جدول 1 رتبه بندی گردید.
محیط غیراشباع مسير جريان و طول مسير را كنترل كرده و بنابراين بر زمان لازم براي تغذیه آبخوان،  رقيق شدن و كميت مواد آلاينده تاثير مي­گذارد. در آماده­سازی این لایه نیز از اطلاعات لوگ حفاری، لایه رستری محیط غیر اشباع تهیه و رتبه بندی گردید. توپوگرافي حركت آلوده كننده و نگهداري آن را بر سطح زمين در كنترل دارد.
شيب­هايي كه موجب مي­شوند آلوده كننده شانس بيشتري براي نفوذ داشته باشد داراي پتانسيل بيشتري براي آلودگي آب زيرزميني خواهند بود. در تهیه لایه توپوگرافی، نقشه 1:25000 رقومی منطقه با کاربرد ابزارهای ArcGIS به نقشه درصد شیب تبدیل و سپس رتبه بندی شد.
هدايت هيدروليكي عبارت است از قابليت مواد تشكيل دهنده آبخوان براي انتقال آب که در سرعت جابجایی آلاینده­ها موثر است. برای تهیه لایه هدایت هیدرولیکی آبخوان، از جداول مرجع (Todd، 1980) هدایت هیدرولیکی مربوط به بافت و سازندهای مختلف آبخوان تعیین و با درون یابی در نرم افزار Arc GIS نقشه هدایت هیدرولیکی آبخوان آماده و رتبه بندی شد.
در مدل CD علاوه بر لایه­های مدل DRASTIC ، اثر کاربری اراضی نیز در نظر گرفته شده است. برای تهیه این لایه از نقشه­های کاربری اراضی سازمان زمین شناسی استفاده شد و بر اساس آن نقشه رتبه بندی شده کاربری اراضی تهیه گردید.
حریم کیفی لازم به ذکر است، در آماده­سازی لایه رستری هریک از پارامترهای مدل DRASTIC و CD از ابزار درون یابی کریجینگ و IDW بسته به دقت آنها در پیش بینی توزیع مکانی اطلاعات، استفاده شد. نقشه رتبه بندی شده لایه­های مختلف در شکل­های 2 نشان داده شد.
شکل 3- لایه های رتبه بندی شده مدل DRASTIC
شکل3- لایه­های رتبه بندی شده به ترتیب عمق تا سطح آب زیرزمینی، تغذیه، محیط آبخوان، خاک، توپوگرافی، ناحیه غیر اشباع و هدایت هیدرولیکی
سپس لایه­های مدل DRASTIC  و CD بر طبق جدول 1، وزن دار و به صورت اولیه با هم ترکیب شدند و نقشه آسیب پذیری با مدل DRASTIC و CD مطابق شکل 3  برآورد گردید.
شکل 3- نقشه آسیب پذیری آبخوان لنجانات با مدل  DRASTIC و CD
بر طبق شکل 3  آسیب پذیری با مدل DRASTIC بین 77 تا 160 تعیین شد و با توجه به مدل CD میزان آسیب پذیری بین 130 تا 236 ارزیابی گردید. برای واسنجی نقشه اولیه آسیب پذیری آبخوان و تبدیل آن به حریم کیفی از آلاینده نیترات که معرف اثر مشترک کاربری کشاورزی و فاضلاب بر آب­های زیرزمینی است، استفاده شد.
بدین منظور اطلاعات غلظت نیترات در 48 حلقه چاه و قنات که توسط محققان این مطالعه نمونه برداری و با روش اسپکتوفتومتر تعیین شده بود، به کار رفت. حریم کیفی
حریم کیفی به منظور واسنجی مدل­های آسیب پذیری، میزان همبستگي بین داده­های غلظت نیترات در سطح حوضه و شاخص اولیه DRASTIC و CD با آزمون پیرسون تعیین گردید(جدول 2).  میزان همبستگی اولیه مدل آسیب پذیری DRASTIC با نیترات 27 درصد و مدل CD، 31 درصد برآورد شد.
این اعداد نشان داد ميزان همبستگي بين غلظت نيترات و ميزان آسيب پذيري پايين است. این مطلب نشان می­دهد كه در واقع در تعيين آسیب پذیری واقعی آبخوان بايد يك پارامتر آلاينده نيز وارد شود و تاثير اين پارامتر به همراه آسيب پذيري ذاتي آبخوان تشكيل يك حريم كيفي نزديك به واقعيت را بدهد.
جدول 2- همبستگی بین آسیب پذیری طبیعی آبخوان و غلظت نیترات در منطقه

مدل ضریب همبستگی اولیه ضریب همبستگی بعد از اصلاح رتبه
DRASTIC  % 27 % 67
CD % 31

بین دو مدل به کار رفته از مدل DRASTIC برای تعیین حریم کیفی استفاده شد. برای بالا بردن میزان همبستگی بین غلظت نیترات در حوزه و میزان آسیب پذیری از آزمون رتبه­ ای ویلکاکسون[2]  استفاده گردید.
بر طبق این آزمون رتبه مربوط به پارامترها بر اساس میزان غلظت نیترات اصلاح شده است. بدین صورت که در لایه­هایی که تغییرات غلظت نیترات در محدوده رتبه­های آنها رخ داده است، رتبه لایه براساس غلظت نیترات اصلاح گردید. حریم کیفی
به طوری که بالاترین رتبه یا به عبارتی رتبه ده به محدوده­ای از آن لایه تعلق گرفت که دارای حداکثر غلظت نیترات بود. در این مطالعه رتبه لایه­های عمق تا سطح آب زیرزمینی، تغذیه آبخوان، محیط آبخوان و هدایت هیدرولیکی اصلاح گردید.
سپس لایه­های اصلاح شده DRASTIC با هم ترکیب شدند و شاخص آسیب پذیری نهایی مطابق شکل 4 تهیه شد.
میزان همبستگی شاخص نهایی DRASTIC با غلظت نیترات در منطقه توسط آزمون پیروسون مجددا ارزیابی گردید.  بر اساس آزمون همبستگی پیرسون، این شاخص با غلظت نیترات در سطح حوضه به میزان 67 درصد به صورت معنادار، همبستگی داشت.
در واقع این مدل معرف حریم کیفی آبخوان یا تاثیر هم زمان عوامل طبیعی و ساخته دست بشر بر خطری است که آب­های زیرزمینی منطقه را تهدید می­کند.
شکل 4- حریم کیفی آبخوان لنجانات
حریم کیفی آبخوان گویای این مطلب است که در ناحیه مرکزی به سمت شمال حوضه که بیشتر از 50 درصد از مساحت را پوشش می­دهند، دارای خطر آلودگی خیلی زیاد است و سایر مناطق نیز دارای خطر آلودگی زیاد و متوسط هستند. حریم کیفی
قسمت مرکزی و شمال حوضه در دشت قرار دارد و در واقع آبخوان مربوطه در این قسمت تشکیل شده است. بنابراین می توان اظهار کرد که در این ناحیه با کاهش کمی آب زیرزمینی و توسعه فعالیت­هایی که باعث افزایش آلودگی منابع آب زیرزمینی می­شود، غلظت آلاینده­ها به مراتب بیشتر شده و کیفیت این منابع کاهش یافته است.
حریم کیفی اگر محيط زيست اين منابع آلوده شود، به علت اينكه حركت آب­هاي زيرزميني بسيار كند مي­باشد، بعد از شروع آلودگي، بايد سال­ها بگذرد تا آب تحت تأثير قرار گرفته و آلودگي در چاهي ظاهر شود. از بين بردن آلودگي يك آبخوان، زمان بر و مشكل بوده و هرگز نمي­توان آن را بطور كامل انجام داد.
بر اين اساس سال­هاي زيادي طول مي­كشد تا يك لايه آبدار آلوده شده، پس از حذف منبع آلودگي به حالت نخستين برگردد، و اگر اقدام جدي در اين خصوص به عمل نيايد كيفيت آب­هاي زيرزميني روز به روز بدتر خواهد شد( Babei et al., 2013).
4- نتیجه گیری
مطالعات این حوضه نشان داد تغییرات زیست محیطی شامل توسعه صنعتی بدون در نظر گرفتن توان آبخوان در برآورد نیاز آبی آن، برداشت­های بی رویه با حفر چاه­های غیر مجاز در منطقه، افزایش جمعیت و عدم وجود شبکه جمع آوری فاضلاب در منطقه باعث ایجاد بحران کمی و کیفی آب­های زیرزمینی در منطقه­ای شده، که از سالیان دور از طریق آب­های زیرزمینی مدیریت ­گردیده است.
حریم کیفی وضعیت هیدرولوژیکی و طبیعی آبخوان و میزان تخریب کمی و کیفی آب زیرزمینی در این حوضه توجه بیشتر مسئولین را می­طلبد، تا با اتخاذ تصمیمات جدی و بازدارنده از تخریب و کاهش بیشتر این منابع، جلوگیری به عمل آید.
 5- منابع

  1. تبر مابه م. و واعظی هیر ع. 1393. ارزيابي آسيب پذيري آبخوان آزاد دشت تبريز. نشریه آب و خاک، جلد 28، شماره 6، 1151-1137.
  2. معروفی ص.، سلیمانی س.، قبادی م.ح.، رحیمی ق. و معروفی ح. 1391، ارزیابی آسیبپذیري آبخوان دشت ملایر با استفاده از مدلهاي SINNTAC، SI و DRASTIC. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، جلد 19، شماره 3، 166-141.
  3. موسوی ف.، یعقوبی م. و چیت سازان م. 1395. ارزیابی آسیب پذیری آبخوان خویس با به کار گیری مدل دراستیک و سینتکس به منظور مدیریت کاربری اراضی. مجله آب و فاضلاب، شماره 3، 92-88.
  4. گزارش مطالعات بیلان منابع آب. 1393. مهندسین مشاور زایند آب اصفهان.
  5. وهاب زاده ع. 1388 .شناخت محیط زیست: زمین سیاره زنده. چاپ ششم، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
  6. Aller, L., Bennet, T., Lehr, J. H., Petty, R. J., Hackett, G., 1987. DRASTIC: A Standardized System for Evaluating Ground Water Pollution Potential Using Hydrogeologic Settings. US EPA Report 600/287/035, U.S. Environmental Protection Agency.
  7. Baalousha H., 2010. Assessment of a groundwater quality monitoring network using vulnerability mapping and geostatistics, A case study from Heretaunga Plains. Journal of agricultural water management, 97:240-246.
  8. Babaei Bazkiyaei Z., Shariati F., oshaksaraei L. and Amiri E., 2013, Evaluation of groundwater quality and its Suitability for Drinking and Agriculture use. International Journal of Agriculture and Crop Sciences، l5: 51-60.
  9. Bai L, Wang Y, Meng F. Application of DRASTIC and extension theory in the groundwater vulnerability evaluation. J water and environment. 2011; 26(3): 381-391.
  10. Baghapour MA, Talebbeydokhti N, Tabatabaee H, Fadai A, Nobandegani MD, Assessment of Groundwater Nitrate Pollution and Determination of Groundwater Protection Zones Using DRASTIC and Composite DRASTIC (CD) Models: The Case of Shiraz Unconfined Aquifer. J health science surveillance sys. 2014; 2(2): 54- 65.
  11. Hamza M.H., Added A., Rodriguez R. and Mammou B. 2007. A GIS-based DRASTIC vulnerability and net recharge reassessment in an aquifer of a semi-arid region. Journal of Environmental Management. 84: 12-19.
  12. Iqbal J, Gorai A, Kaptapal BY, Pthak G. Development of GIS-based fuzzy pattern recognition model (modified DRASTIC model) for groundwater vulnerability to pollution assessment, J of Environmental Science and Technology. 2015; 12(10):3161-3174.
  13. Khemiri S, Khnissi A, Alaya M, Saidi S, Zargouni F. Using GIS for the Comparison of Intrinsic Parametric Methods Assessment of Groundwater Vulnerability to Pollution in Scenarios of semi arid Climate. The Case of Foussana Groundwater in the Central of Tunisia. J Water resource and protection. 2013; 5:835-845.
  14. Nakhostinroohi M, Rezai Moghadam MH, Rahimpour T. Groundwater Vulnerability Zonation Using DRASTIC and SI models in GIS (Case Study: Ajabshir Plain). Iranian J ECO hydrology. 2017; 4(2): 587-599. [Persian]
  15. Shirazi SM, Imran HM, Shatirah A. GIS-based DRASTIC method for groundwater vulnerability assessment. J risck research. 2012; 15(8): 991-1011.
  16. Stocklin, J. 1968. Structural History and Tectonic of Iran: A Review. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, USA, 52, 1229-1258.
  17. Todd D. K. 1980. Groundwater Hydrology (2nd edn). Wiley, New York, 552 pp. page 97.
  18. Zghibi A., Merzougui A., Chenini I., Ergaieg K and Zouhri L., 2016. Groundwater Vulnerability Analysis of Tunisian coastal aquifer, an application of DRASTIC Index Method in GIS environment. Journal of Groundwater for Sustainable Development. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.gsd.2016.10.001.

 

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند