نام پژوهشگر: الهام فیجانی
لیدا جلالی اصغر اصغری مقدم
: دشت خوی در شمال غرب کشور و در شمال استان آذربایجان غربی گسترده شده است. شهر خوی مهم ترین شهر در این دشت محسوب می گردد. این منطقه جزء مناطق سرد و خشک محسوب شده و متوسط بارندگی آن 344 میلی متر می باشد. منابع آب سطحی منطقه عمدتأ شامل دو رودخانه ی قطور و الند می باشد. هدف از این پژوهش بررسی کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی دشت خوی و تعیین آلودگی فلزات سنگین در مناطق مختلف دشت می باشد. سفره های تحت فشار و نیمه تحت فشار به صورت ناپیوسته و موضعی در بخش های غربی و مرکزی دشت و سفره های آزاد را در همه نقاط مشخص شدند. جهت جریان آب زیرزمینی با توجه به خطوط هم پتانسیل از جنوب غرب به شمال شرقی دشت می باشد. به منظور بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت خوی، علاوه بر جمع آوری اطلاعات صورت گرفته، 36 نمونه آبی از چاه های موجود در دشت نمونه برداری شد. پارامترهای هدایت الکتریکی و ph در محل نمونه?برداری و نیز با یون های اصلی (کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر، سولفات، کربنات و بیکربنات)، یون های فرعی (نیترات و فلوراید) و عناصز جزئی (آرسنیک، آهن و مس) در آزمایشگاه آبشناسی گروه زمین?شناسی دانشگاه تبریز مورد آنالیز قرار گرفتند. ترکیب آب زیرزمینی در منطقه بیشتر از دو تیپ بیکربناته و کلروره تشکیل یافته است. به طور کلی تیپ منابع موجود در بخش های جنوبی و شرقی کلروره است و تیپ آب در بخش های غرب و شمال غربی دشت از نوع بیکربناته می باشد. نتایج حاصل از بررسی هدایت الکتریکی در منطقه نشان می دهد که به طور کلی هدایت الکتریکی از جنوب غرب به شمال شرق و شرق افزایش می یابد که منطبق بر جهت جریان آب زیرزمینی می باشد. در قسمت های شرقی و شمال شرقی (انتهای دشت) به دلیل قرار گرفتن در منطقه تخلیه، تبخیر از سطح آب زیرزمینی، تأثیر سازندهای تبخیری و پمپاژ آب، هدایت الکتریکی آبخوان بیشتر است. در بخش مرکزی نیز به دلیل ریزدانه بودن آبرفت و نفوذپذیری کم میزان هدایت الکتریکی افزایش نشان می دهد. با توجه به نتایج آنالیزهای هیدروشیمیایی مقادیر یون سدیم، کلر، آرسنیک و آهن در بعضی مناطق دارای غلظت بالاتر از حد استاندارد سازمان بهداشت جهانی (who) می?باشد. در کل می توان عامل اصلی این آنومالی ها را سازندهای زمین شناسی دانست. با توجه به آنالیز خوشه ای، نمونه های آنالیز شده در سه خوشه قرار گرفته اند که خوشه اول شامل اکثر نمونه ها بوده و هدایت الکتریکی کم تا متوسط دارند. خوشه دوم دارای هدایت الکتریکی زیاد و خوشه سوم نمونه های با هدایت الکتریکی خیلی زیاد را نشان می دهد. هر کدام از خوشه ها با توجه به محتوی فلزات سنگین و دیگر پارامترها نیز به زیرگروه های دیگری تقسیم شده اند. بر اساس روش آنالیز فاکتوری، سه عامل اصلی موثر بر هیدروشیمی منطقه مورد شناسایی قرار گرفت. عامل های اول و دوم تأثیر سازندهای زمین شناسی و روند تکاملی جریان آب زیرزمینی را نشان می دهند و عامل سوم متأثر از فعالیت های انسانی می باشد. در عامل نخست کلر، سدیم، سولفات، پتاسیم، آرسنیک، مس، آهن و هدایت الکتریکی و در مولفه دوم منیزیم، بیکربنات، فلوراید و اسیدیته موثر می باشد، در حالی که در مولفه سوم کلسیم و نیترات با همدیگر مرتبط بودند. در واقع عامل های اول و دوم منشأ زمین زاد و عامل سوم منشأ انسان زاد دارد.
الهام فیجانی اصغر اصغری مقدم
محدودیت منابع آبهای سطحی و بهره برداری بیش از اندازه از آبخوانها و همچنین ورود آلاینده های از طریق فعالیتهای کشاورزی، صنعتی و شهری باعث تحمیل خسارات جبران ناپذیری به منابع آبهای زیرزمینی کشور می شود. جلوگیری از افت کمّی و کیفی، مدیریت بهره برداری و حفاظت از آبهای زیرزمینی نیاز به شناخت کامل آن و پیش بینی شرایط آیند? آن دارد که این کار با مدلسازی سیستم مورد نظر ممکن است. هدف از این تحقیق، بررسی هیدروژئولوژی و هیدروشیمی منطقه،? خصوصیات آبخوان دشت مراغه- بناب، تشخیص کیفیت آب زیرزمینی منطقه از نظر ماهیت و عوامل موثر بر آن، بررسی آلودگیهای موجود در آبهای زیرزمینی، مدلسازی کمّی و کیفی آب زیرزمینی، بررسی آسیب پذیری آب زیرزمینی و در نهایت ارائه راهکارهای مدیریتی در منطق? مورد مطالعه می?باشد. نتایج روشهای گرافیکی مانند نمودارهای استیف و پایپر به ترتیب نشان دهنده 9 منشأ مختلف و نیز سه تیپ کلی بیکربنات کلسیم، کلرید سدیم، و تیپی که هیچ آنیون وکاتیونی غالب نیست، برای منابع آب زیرزمینی منطقه می-باشند. بر اساس شاخص کیفی آب محاسبه شده از 54/25 تا 35/194، 3 دسته کیفی در دشت مراغه- بناب مشخص شد. 22 درصد نمونه های آب زیرزمینی در دسته عالی (86 کیلومتر مربع)، حدود 58 درصد در دسته خوب (200 کیلومتر مربع) و 20 درصد آنها در دسته ضعیف (45 کیلومتر مربع) قرار گرفته اند. با استفاده از روش خوشه بندی مرتبه ای داده های هیدروشیمیایی به پنج گروه تقسیم شده اند و همچنین روش تجزیه به عوامل، سه عامل موثر بر هیدروشیمی منطقه را شناسایی کرد که اصلی ترین عامل نشان دهنده تأثیر پسابهای صنعتی است (anthropogenic factor)، است. در مرحله بعدی پس از تهیه مدل مفهومی منطقه با استقاده از مدل femwater در نرم افزار9.0.3 gms، مدلسازی کمی آبخوان مراغه-بناب انجام شد. مرحله واسنجی این مدل نشان داد که با تلفیق دو روش واسنجی خودکار می توان به دقت مطلوبتری دست یافت. در نهایت پس از انجام آنالیز حساسیت برای پارامترهای هدایت هیدرولیکی و عمق سنگ کف، با استفاده از روش مونت کارلو اقدام به بررسی عدم قطعیت مدل شد و میزان احتمال قطعیت مدل 99 درصد بدست آمد. بررسی سناریوهای مختلف نشان داد که با افزایش 25 درصدی میزان پمپاژ ازآبخوان میزان بیلان منفی خواهد شد لذا می بایست در جهت جلوگیری از افزایش برداشت اقدامات جدی صورت گیرد. شبیه سازی انتقال آلودگی با استفاده از مدل mt3dms در منطقه، نشان داد که پس از گذشت 2000 روز غلظت شبیه سازی شده کلر در محل توده تا 5000 میلی گرم در لیتر و تا شعاع 3000 متری در جهت جریان گسترش می یابد. همچنین با استفاده از برنامه کامپیوتری modpath اقدام به محاسب? خطوط مسیر ردیابی آلاینده های موجود در آبخوان گردید به طوری که با استفاده از این روش مسیر حرکت الاینده ها در محیط اشباع قابل پیگیری است. به منظور ارزیابی پتانسیل آلودگی در آبخوان، از ترکیب روش دراستیک و سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد و نقشه نهایی با داده های غلظت نیترات مقایسه شد و نتایج نشان داد که همبستگی نسبی بین غلظت نیترات و شاخص دراستیک وجود دارد. سپس، بهینه سازی مدل دراستیک با استفاده از روشهای هوش مصنوعی شامل فازی ساجنو، فازی ممدانی، شبکه عصبی و نروفازی انجام شد. ضریب تعیینی بین شاخص آسیب پذیری و مقادیر نیترات هر یک از مدلهای هوش مصنوعی برای مدلهای فازی ساجنو، فازی ممدانی، شبکه عصبی و نروفازی به ترتیب 97/0، 76/0، 89/0 و 98/0 محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از مدلهای مختلف، روش نروفازی به عنوان مدل بهینه انتخاب شد. بر اساس مدل نهایی، حدود 4/74 درصد منطقه مطالعاتی در دسته آسیب پذیری کم، 9/24 درصد در دسته آسیب پذیری متوسط و بقیه در دسته آسیب پذیری بالا قرار می گیرند که بیشتر نواحی غربی آبخوان را شامل می شوند.