دوره 16، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1404 )                   جلد 16 شماره 2 صفحات 62-48 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Badihi Z, Fotouhi Firoozabad F, Fathzadeh A, Hayatzadeh M. (2025). The Effect of Climatic Factors on the Temporal Trend of Qualitative and Quantitative Changes in Groundwater in the Najafabad Plain. J Watershed Manage Res. 16(2), 48-62. doi:10.61882/jwmr.2025.1293
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1293-fa.html
بدیحی زهرا، فتوحی فیروزاباد فرزانه، فتح زاده علی، حیات زاده مهدی.(1404). بررسی تأثیر عوامل اقلیمی در روند زمانی تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت نجف‎آباد پ‍‍ژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 16 (2) :62-48 10.61882/jwmr.2025.1293

URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1293-fa.html


1- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
2- گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
چکیده:   (2872 مشاهده)
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 به‎‌علت 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 1712 کیلو‎مترمربع است. متوسط بارش و دمای سالیانه در ایستگاه سینوپتیک نجف‎آباد به‎ ترتیب حدود 149 میلی‎متر و 15 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 SO4-2) از اطلاعات 15 حلقه‎ چاه و برای بررسی روند زمانی تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی از آمار ماهانه 30 حلقه‎ چاه در دوره‎ی آماری (1400-1381) 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 19 ساله (1400-1381) 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 21 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 15 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 15 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 11/364 میکروزیمنس بر سانتی‎متر است که در هر ده سال حدود 113/64 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 26 حلقه‎ چاه‎ نزولی است. بیش‎ترین روند نزولی تغییرات سالانه به چاه‎ شماره‎ی 22 واقع در شرق منطقه و بیش‎ترین روند صعودی تغییرات سالانه به چاه شماره 30 واقع در شمال منطقه تعلق دارند. شیب خط روند تغییرات سالانه سطح تراز آب زیرزمینی نیز در 26 حلقه چاه منفی است. بیش‎ترین شیب ‎خط روند نزولی مربوط به چاه ‎شماره 22 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 21 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 19 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 مؤثر 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 تأثیرگذار 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.

 
متن کامل [PDF 1884 kb]   (760 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: ساير موضوعات وابسته به مديريت حوزه آبخيز
دریافت: 1403/11/16 | پذیرش: 1404/2/23

فهرست منابع
1. Abareshi, F., Meftah Halghi, M., & Dehghani, A. A. (2014). The trend of groundwater quality parameters in Zarringol Plain using nonparametric Mann-Kendall and Sen̕s Methods. Journal of Water and Soil Conservation, 21(3), 79-100. DOI: 20.1001.1.23222069.1393.21.3.4.3.
2. Amirrazaeieh, A., Porhemmat, J., &Ahmadi, F. (2017). Investigation of Precipitation and Temperature Trend Across the North West of Iran in Recent Half of The Century. Journal of Irrigation and Drainage, 10(6), 797-809.
3. Ansari, M., Nouri, G. R., & Fotouhi, S. (2017). Investigation of Temperature Precipitation and Flow Trend Using Nonparametric Mankendall (Case Study: Kaju River in Sistan and Baluchestan). Journal of Watershed Management Research Paper, 7(14), 152-158. http://dx.doi.org/10.29252/jwmr.7.14.158. [DOI:10.29252/jwmr.7.14.158]
4. Arab Ameri, A. R., Sohrabi, M., Rezaei, KH., Yamani, M., & Shirani, K. (2018). Simulation of Najaf-Abad watershed groundwaters using data driven ensemble model EBF-Index of entropy. Journal of Water and Soil Conservation, 25(2), 25-48. DOI: 10.22069/jwsc.2018.14021.2879.
5. Azadi Shibkoh, S., Memarain Khalil Abad, H., Pourreza, M., Abedinpour, M., & Akbari, M. (2020). Evaluation of temporal- spatial changes of groundwater resources in Kashmar plain based on time series analysis of precipitation and drought data. Journal of Rainwater Catchment Systems, 8(1), 55-69. DOI: 20.1001.1.24235970.1399.8.1.4.9.
6. Badihi, Z. (2024). Spatio-temporal investigation of ground water quality parameters and climate effects on it (Case study: Najaf Abad watershed, Isfahan). Faculty of Agriculture and Natural Resources. Ardakan University.
7. Behmanesh, J., Samadi, R., & Rezaei, H. (2015). Investigation of groundwater level changes trend (Case study: Urmia plain). Journal of Water and Soil Conservation, 22(4), 67-84. DOI: 20.1001.1.23222069.1394.22.4.4.2.
8. Choubin, B., & Malekian, A. (2013). Relationship between Fluctuations in the Water Table and Aquifer Salinization (Case Study: Aquifer Aspas-Fars Province). Journal of Desert Management, 1(1), 13-26. [DOI:10.22034/jdmal.2013.17097.]
9. Daneshwar Vothogi, F., Dinpajooh, Y., Alami, M. T., & Ghorbani, M. A. (2011). Analysis of changes in the quality of underground water in Ardabil Plain using the non-parametric Mann-Kendall test. Journal of Civil and Environmental Engineering, 40(3), 0-13.
10. Ershad Hosseini, M., Hosseini, S. M., Afzali, A., & Kesht Kar, A. R. (2021). Analysis of temporal trend of groundwater quality using nonparametric Mann-Kendall and Sen's methods (Case study: Yazd-Ardakan Plain). Journal of Geography and Environmental Planning, 32(4), 87-106. [DOI:10.22108/gep.2021.127620.1404.]
11. Fatahi, M. J. (2018). Investigation of the underground water changes trends using GIS and artificial intelligence systems (Case study: Ilam province). Faculty of Engineering. University College of Omran- Toseeh.
12. Ghafari. S., Moradi, H. R., & Modares, R. (2018). Comparison of Temporal and Spatial Changes of Groundwater Level in Isfahan-Borkhar, Najafabad and Chadegan Plains. Journal of Physical Geography Research, 50(1), 141-160. [DOI:10.22059/jphgr.2018.226430.1006999.]
13. Haghighi, S. (2019). Application of Decentralized Optimization Method for Conjunctive Management of Surface Water and Groundwater Resources, Case Study: Najaf Abad Plain. College of Agriculture. Tarbiat Modares University.
14. Hedayat, S. J., Ebrahimi-Khusfi, M., Omidvar, K., & Sharifi Paicoon, M. (2024). Investigating Factors Affecting Changes in Surface and Ground Water Resources Using Satellite Products (Case Study: Kabul-Afghanistan). Journal of Water and Sustainable Development, 11(1), 13-24. DOI: 10.22067/jwsd.v11i1.2312-1291.
15. Hirsch, R. M., Slack, J. R., & Smith, R. A. (1982). Techniques of trend analysis for monthly water quality data. Water Resources Research, 18 (1), 107-121. https://doi.org/10.1029/WR018i001p00107 [DOI:10.1029/WR018i001p00107.]
16. Jafary, m. (2016). Effects of climate change on the quantity and quality of groundwater aquifers. (case study: Kerman Plain). Faculity of Natural Resources. Tehran of University.
17. Jiang, Y., & Yan, J. (2010). Effects of land use on hydrochemistry and contamination of Karst groundwater from Nandong underground river system, China. Water, Air, & Soil Pollution, 210(1-4), 123-141. http://dx.doi.org/10.1007/s11270-009-0229-z. [DOI:10.1007/s11270-009-0229-z]
18. Karami, F., & Kazemi, H. (2012). Spatial monitoring of groundwater salinity in the drought and wet periods (case study: Tabriz Plain). Journal of Geography and Development, 10(28), 79-94. DOI: 10.22111/GDIJ.2012.324.
19. Khalaj, M., Kholghi, M., Saghafian, B., & Bazrafshan, J. (2019). Investigation about climate change and human activity effects on groundwater level and groundwater quality in semiarid region. Original Article, 15(2), 278-290. DOI: 20.1001.1.17352347.1398.15.2.21.0.
20. Kolahdoozan, A. (2014). Studying the process of changes in the chemical composition of underground water (case study: Najaf-Abad plain). College of Agriculture. Tabriz University.
21. Kolahdoozan, A., Dinpajooh, Y., Mirabbasi Najafabadi, R., Asadi, E., & Darbandi, S. (2015). Effect of Zayandehrood River Dry Becoming on Najafabad Aquifer Oscillations During Past Two Decades. Iranian Journal of Soil and Water Research, 46(1). 81-93. [DOI:10.22059/ijswr.2015.54298.]
22. Kordavani, P. (1996). Dry areas - second volume: soils, geographical classification of their exploitation issues (revival, improvement and settlement). Tehran University Publications. 465 pages.
23. Mann, H. B. (1945). Nonparametric Tests Against Trend. Econometrica, 13(3), 245-259. https://doi.org/10.2307/1907187 [DOI:10.2307/1907187.]
24. Mirmohammad Sadeghi, M., Ebrahimi, B., & Pasandi, M. (2018). Groundwater Depletion and Stream-Aquifer Interaction (Case Study: The Najafabad Aquifer in Zayandehroud River Basin). Journal of Hydrology and Soil Science, 22(2), 107-125. http://dx.doi.org/10.29252/jstnar.22.2.107. [DOI:10.29252/jstnar.22.2.107]
25. Naderi Eshkaftaki, M., Mirabbasi Najafabadi, R., Nasr Esfahani, M. A., & Fatahi Nafchi, R. (2023). Temporal and Spatial Analysis of the Groundwater Quality Variations in Faradonbeh Plain and Evaluation of Its Usability for Agricultural Uses During 1991-2019. Journal of Environmental Heal Th Enginering, 10 (3), 221-240. DOI: 10.61186/jehe.10.3.221 [DOI:10.61186/jehe.10.3.221]
26. Negahban khajeh, F., & Dinpashoh, Y. (2019). Trend Analysis of Groundwater Level, Using Mann-Kendall non parametric Method (Case Study: Tabriz Plain). Journal of Water and Soil Science, 23(2), 335-348. http://dx.doi.org/10.29252/jstnar.23.2.335. [DOI:10.29252/jstnar.23.2.335]
27. Nisi, B., Buccianti, A., Vaselli, O., Perini, G., Tassi, F., Minissale, A., & Montegrossi, G. (2008). Hydrogeochemistry and strontium isotopes in the Arno River Basin (Tuscany, Italy): constraints on natural controls by statistical modeling. Journal of Hydrology, 360(1-4), 166-183. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2008.07.030 [DOI:10.1016/j.jhydrol.2008.07.030.]
28. Panahi, M., Misaqi, F., & Ghanbari, F. (2017). Determining of trend variation in quality parameters of Shabestar plain underground water. Environmental Sciences, 15(3), 19-38. [DOI:10.1515/sgem-2016-0022]
29. Pour, H.V., Sayari, M., Bayat, N., & Forutan, F. (2014). Qualitative and Quantitative Evaluation of Groundwater in Isfahan Najaf Abad Study Area. Journal of Middle East Applied Science and Technology (JMEAST), 16(4), 523-530.
30. Rahimi, H., Nouri, S. H., & Masoodian. S. A. (2020). Evaluation environmental change in Najaf Abad County focusing on agriculture sector (2003-2019). Journal of Arid Regions Geographic Studies, 11(41), 59-76.
31. Rahmati. S.,Saadat, S., & Poursoltani, M. R. (2023). The effects of exploiting aquifers on the quality of groundwater resources (Case study; Neyshabour plain, Northeast Iran). New Findings in Applied Geology, 17(34), 83-98.
32. Salmani, Z., Hasanzadeh Nafouti, M., & Jamali, A. A. (2017). Investigating the spatial changes of underground water quality in Najaf Abad Isfahan plain. The third international research conference in engineering, science and technology. The leading institution of the Karin conference.
33. Sen, P. K. (1968). Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau. Journal of the American Statistical Association, 63(324), 1379-1389. https://doi.org/10.2307/2285891 [DOI:10.2307/2285891.]
34. Shiravand, S. (2015). Effect of land use change on surface runoff and Groundwater fluctuations (Case Study: NajafAbad Plain). Department of Natural Resources. Isfahan University of Technology.
35. Taghizadeh Mehrjardi, R. A., Mahmoudi, S., Khazai, S. H., & Heydari, A. (2009). Studying spatial variations of groundwater salinity using geostatistics (case study: Rafsanjan). 2nd Conference of Environmental Engineering. Tehran. [DOI:10.15835/nsb244997]
36. Tatawat, R. K., & Chandel, C. P. S. (2008). A hydrochemical profile for assessing the groundwater quality of Jaipur City. Environmental monitoring and assessment, 143(1-3), 337-343. https://doi.org/10.1007/s10661-007-9936-3 [DOI:10.1007/s10661-007-9936-3.]
37. Tootian, E. (2014). Evaluatingthe Groundwater Quality of Najafabad Plain using MODFLOW and DRASTIC Models. Department of Water Engineering, College of Agriculture. Isfahan University of Technology.
38. Turabi pode, H., & Dehghani, R. (2019). Assessment Mann-Kendall and Spearman Test Nonparametric in Trends of Groundwater Quality (Case Study:Mazandaran Plain). Geographical space magazine, 18 (64), 201-214.
39. Vafakhah, M., Bakhshi Tiragani, M., & Khazaei, M. (2012). Analysis of Rainfall and Discharge Trend in Kashafrood Watershed. Geography and Development, 10(29), 77-90. DOI: 10.22111/GDIJ.2013.123.
40. Yacoubi. S., Amini, D., & Karimi. H. (2014). Investigating the relationship between salinity and underground water level (case study: Musian Plain, Ilam). The First National Conference on Geography, Tourism, Natural Resources and Sustainable Development. Tehran.
41. Yilmaz, A. G., Shanableh, A., Al-Ruzouq, R. I., Kayemah, N. (2020). Spatio-temporal trend analysis of groundwater levels in Sharjah, UAE. International Journal of Environmental Science and Development, 11(1), 9-14. http://dx.doi.org/10.18178/ijesd.2020.11.1.1218. [DOI:10.18178/ijesd.2020.11.1.1218]
42. Zakwan, M. (2021). Trend Analysis of Groundwater Level Using Innovative Trend Analysis. Groundwater Resources Development and Planning in the Semi-Arid Region Publisher: Springer, Cham. 389-405. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-68124-1_20. [DOI:10.1007/978-3-030-68124-1_20]
43. Zareian, M. J. (2021). Sensitivity analysis of the effect of climatic and non-climatic factors on groundwater level fluctuations (Case study: Najafabad plain). Journal of Water and Irrigation Management, 11(3), 473-484. [DOI:10.22059/jwim.2021.325230.882.]
44. Zhao, G., Hormann, G., Fohrer, N. (2010). Streamfiow trends and Climate Variability impacts in Poyang lake basin, China. Water Resourse Management, 24(4), 689-706. https://doi.org/10.1007/s11269-009-9465-7 [DOI:10.1007/s11269-009-9465-7.]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به (پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز (علمی-پژوهشی می‌باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Watershed Management Research

Designed & Developed by: Yektaweb