تاثیر برداشت از چاههای عمیق و نیمه‌عمیق بر روی افت سطح‌ایستابی و پارامترهای کیفی آب‌زیرزمینی در دشت‌گرگان
محورهای موضوعی :
مریم پاکدل
1
(دانشگاه گنبدکاووس)
مجتبی قره محمودلو
2
(دانشگاه گنبدکاووس)
نادر جندقی
3
(دانشگاه گنبدکاووس)
ابوالحسن فتح‌آبادی
4
(دانشگاه گنبدکاووس)
یعقوب نیک قوجق
5
(شرکت آب منطقه ای گلستان)
کلید واژه: آب‌زیرزمینی# بارندگی# چاههای نیمه‌عمیق و عمیق# دشت‌گرگان# هیدروژئوشیمی#,
چکیده مقاله :
پژوهش حاضر به‌منظور بررسی تاثیر افزایش بی رویه حفر چاه های آب و در پی آن برداشت بیش از توان تجدیدشوندگی آبخوان دشت گرگان بر روی افت سطح آب زیرزمینی و برخی پارامترهای کیفی آب در یک دوره مشخص 30 ساله انجام شد. بدین منظور روند تغییرات بارندگی، حفر چاه‌ها، نوسانات سطح آب، و همچنین برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی در دوره مورد مطالعه بررسی شد. برای بررسی وجود اختلاف آماری بین پارامترهای کمی و کیفی از آزمون تجزیه واریانس داده‌ها استفاده شد. تغییرات سالانه حفر چاههای مجاز و غیرمجاز استان نشان از یک روند افزایشی در تعداد چاههای حفر شده در دشت گرگان و در پی آن افزایش حجم آب برداشت‌شده از اوایل دهه 60 دارد. نتایج بررسیهای آماری، نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی چاههای عمیق و نیمه عمیق و همچنین هیدروگراف‌های واحد آبخوان‌های عمیق و نیمه عمیق مورد مطالعه نشان از افت سطح آب زیرزمینی در هر دو آبخوان نیمه عمیق و عمیق در بازه زمانی مورد مطالعه دارد. با توجه به ثابت بودن میزان متوسط بارندگی سالانه در دوره آماری مورد مطالعه، حفر چاههای کم‌عمق و عمیق و در پی آن برداشت بیرویه از آبخوان‌های عمیق و نیمه عمیق محتمل‌ترین عامل اصلی در افت سطح آب‌های زیرزمینی در دشت مورد مطالعه می‌باشد. براساس نتایج آماری بین اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق در دو دوره قدیم و جدید اختلاف معنی‌داری مشاهده شد. اگرچه این تغییرات در چاههای نیمه عمیق بیشتر از چاههای عمیق می‌باشد. همچنین دو پارامترCl وNa که از عوامل اصلی شوری آب می‌باشند بیشترین تغییرات را دارند. نمودارهای هیدروژئوشیمیایی مربوط به آبخوان‌های دشت نشان از افزایش مواد جامد محلول و همچنین تغییر تیپ و رخساره‌های هیدروشیمیایی آب زیرزمینی در دوره جدید دارد. اگرچه روند تغییرات در آبخوان کم‌عمق شدیدتر می‌باشد.
The present study was conducted to investigate the effect of increasing uncontrolled drilling of water wells and subsequent extraction of renewable capacity of Gorgan plain aquifer on the decrease in groundwater level and some water quality parameters in a specific period of 30 years. For this purpose, the trend of rainfall changes, drilling wells, groundwater level fluctuations, as well as some physicochemical parameters were investigated in the studied period. Data analysis of variance was used to investigate the statistical differences between quantitative and qualitative parameters. The annual changes in drilling of authorized and illegal wells in the province shows an increasing trend in the number of wells drilled in the Gorgan plain, followed by an increase in the volume of water extracted since the early 1980s. The results of statistical studies, histograms of annual changes in groundwater level of deep and semi-deep wells as well as hydrographs of deep and semi-deep aquifers studied show a reduction in groundwater level in both semi-deep and deep aquifers in the study period. Since the average annual rainfall in the study period is almost constant, the drilling of shallow and deep wells followed by uncontrolled abstraction of deep and semi-deep aquifers is the most likely major factor in the decline of groundwater levels in the study plain. Based on the statistical results, a significant difference was observed between most of the physicochemical parameters of semi-deep and deep wells in the old and new periods. However, these changes are greater in semi-deep wells than the deep ones. Also, the two parameters Cl and Na, which are the main factors of water salinity, show the greatest changes. Hydrogeochemical diagrams of plain aquifers show an increase in soluble solids as well as changes in the type and hydrochemical facies of groundwater in the new period. However, the trend of changes in the shallow aquifer is more intense.
آق اتابا، م. و تورانی، م.، 1397. لرزه‌زمین‌ساخت غرب استان گلستان، شرق ناحیه خزر جنوبی، فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 12(45)، 85-71.
- اکرامی، م.، شریفی، ذ.، ملکی¬نژاد، ح. و اختصاصی، م.ر.، 1390. بررسي روند تغييرات کيفي و کمي منابع آب زيرزميني دشت يزد-اردکان در دهه 88-1379. نشریه طلوع بهداشت، 10(33)، 91-82.
- جهانشاهی‌نوکنده، ن. و کرمی، غ.، 1394. شناسایی نقاط بحرانی آب‌زیرزمینی در آبخوان دشت‌گرگان و ارائه راهکارهای رفع این بحران. دومین کنفرانس بین‌المللی محیط‌زیست و منابع طبیعی، شیراز. 6.
- چوبین، ب. و ملکیان، آ.، 1392. رابطه بین تغییر سطح آب‌زیرزمینی و روند شور شدن آن (بررسی موردی: دشت‌آسپاس- استان فارس). مجله مدیریت بیابان، 1(1)، 26-13.
- چوپانی، س. و دمی‌زاده، م.، 1393. بررسی پیامدهای ناشی از افت سطح آب‌زیرزمینی در دشت‌میناب. نخستین همایش منطقه‌ای دریا، توسعه و منابع آب مناطق‌ساحلی خلیج‌فارس.۲۰ اسفند، جهاد دانشگاهي هرمزگان، بندرعباس. 11.
- حمیدی، ر.، صفری، ح. و روستایی، م.، 1400. بررسی عوامل ساختاری و غیرساختاری موثر بر فرونشست دشت گرگان- آق‌قلا- علی‌آباد با تلفیق نتایج روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری و اطلاعات زیرسطحی. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 15(60)،57-43.
- روستائی، م.، روستائی، م.، زمانی، ب. و نعمتی، م.، 1394. بررسی وضعیت تنش نو زمین ساختی و ارائه مدل کینماتیکی در دشت‌گرگان، شمال خاوری ایران. نشریه علوم زمینی، 25(98)، 384-375.
- زارعی، ع. و بهرامی، م.، 1395. بررسی تغییرات کمی و کیفی آب‌زیرزمینی دشت‌فسا- فارس (سال‌های 1387 الی 1392). نشریه مهندسی آبیاری و آب، 6(4) ، 113-103.
- شیرازی، ا.، 1395. آموزش جامع نرم‌افزار آماری Minitab 16. انتشارات نوروزی، 305.
- صمدي، ر.، رضایی، ح. و بهمنش، ج.، 1394. بررسی روند تغییرات تراز آب زیرزمینی (مطالعه موردي: دشت ارومیه). نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاك، 22(4)، 84-67.
- قاسمی، م.، محمدخانی، ح. و یدالهی، ع.، 1386. چینه‌شناسی و زمین‌شناسی کواترنری دشت‌هیرکان (دشت‌گرگان). بیست و ششمین گردهمایی علوم‌زمین، وزارت صنایع و معادن تهران. 6 .
- قائدی، س. و آگاه، س.، 1397. ارزیابی تاثیر عوامل طبیعی و انسانی بر تراز آب‌های زیرزمینی شهرستان داراب. مجله مخاطرات محیط طبیعی، 7(16)، 160-145.
- قره‌محمودلو، م.، جندقی، ن. و صیادی، م. 1399. تکامل هیدروشیمیایی و کاهش کیفیت آب رودخانه گرگانرود. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 55(44)، 145-129.
- کاردان‌مقدم، ح. و بنی‌حبیب، ا.، 1396. بررسی اثرات زیست‌محیطی هجوم جبهه‌های آب‌شور به آبخوان‌های کویری (مطالعه موردی: استان خراسان‌جنوبی- آبخوان سرایان). نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 31(3)، 688-673.
- عباسی‌مقدم، ح.ر.، 1397. اثر فیلتراسیون بستر رودخانه دوغ در کیفیت آب چاه فلمن کلاله. دانشگاه گنبدکاووس، پایان‌نامه ارشد. 89 .
- عباس‌نژاد، ا. و شاهی‌دشت، ع.، 1392. بررسی آسیب‌پذیری دشت‌سیرجان با توجه به برداشت‌بی‌رویه از سفره آب‌زیرزمینی منطقه. فصلنامه جغرافیا و آمایش شهری- منطقه‌ای، 7، 96-85.
- عربی‌جوانمرد، ز. و جعفری، ه.، 1395. بررسی نوسانات سطح‌ایستابی در آبخوان الشتر، بيستمين همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، 16 تا 18 شهریور ماه. دانشکده زمین‌شناسی دانشگاه تهران. تهران.
- مهری س.، آل شیخ، ع. ا. و جوادزاده، ز.ا.، 1394. بررسی روند تغییرات کیفی و سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی در حوضۀ آبریز دریاچۀ ارومیه. نشریه اکوهیدرولوژی، 2(4)، 404-395.
- نیک‌قوجق، ی.، 1395. گزارش بررسی وضعیت آبخوان‌های استان گلستان، شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان گلستان. 16.
- Al-Naim, A.A., 2014. Effect of excess pumping on groundwater salinity and water level in Hail region of Saudi Arabia. Research Journal of Environmental Toxicology, 8(3), 124-135.
-Bagheri, R., Nosrati, A., Jafari, H., Eggenkamp, H.G.M. and Mozafari, M., 2019. Overexploitation hazards and salinization risks in crucial declining aquifers, chemo-isotopic approaches. Journal of Hazardous Materials, 369, 150-163.
- Daneshvar Vousoughi, F., Dinpashoh, Y., Aalami, M.T. and Jhajharia, D., 2013. Trend analysisof groundwater using non-parametric methods. Journal of Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27(3), 547-559.
- Pophare, A.M., Lamsoge, B.R., Katpatal, Y.B. and Nawale, V.P., 2014. Impact of over-exploitation on groundwater quality: A case study from WR-2 Watershed, India. Journal of Earth System Science, 123(7), 1541-1566.
- Rainer, H., Zimmermann, I. and Fleige, H., 2017. Longtime effects of deep groundwater extraction management on water table levels in surface aquifers, Journal of soils and sediments, 17(1), 133-143.
- Sherif, M., Sefelnasr, A., Ebraheem, A.A., Al Mulla, M., Alzaabi, M. and Alghafli, K., 2021. Spatial and Temporal Changes of Groundwater Storage in the Quaternary Aquifer, UAE. Water, 13(6), 864.
- Torkamanitombeki, H., Rahnamarad, J. and Saadatkhah, N., 2018. Groundwater chemical indices changed due to water-level decline, Minab Plain, Iran. Environmental Earth Sciences, 77(7),1-10.
- Xiao, H., Tang, Y., Li, H., Zhang, L., Ngo-Duc, T., Chen, D. and Tang, Q., 2021. Saltwater intrusion into groundwater systems in the Mekong Delta and links to global change. Advances in Climate Change Research, 12(3), 342-352.
تاثیر برداشت از چاههای عمیق و نیمه‌عمیق بر روی افت سطح‌ایستابی و پارامترهای کیفی آب‌زیرزمینی در دشت‌گرگان
مریم پاکدل1، مجتبی قره محمودلو2و1، نادر جندقی2، ابوالحسن فتح‌آبادی2، یعقوب نیک قوجق3
1. کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس
2. استادیار گروه مهندسی آب و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس
3. دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
پژوهش حاضر به‌منظور بررسی تاثیر افزایش بیرویه حفر چاههای آب و در پی آن برداشت بیش از توان تجدیدشوندگی آبخوان دشت گرگان بر روی افت سطح آب زیرزمینی و برخی پارامترهای کیفی آب در یک دوره مشخص 30 ساله انجام شد. بدین منظور روند تغییرات بارندگی، حفر چاه‌ها، نوسانات سطح آب، و همچنین برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی در دوره مورد مطالعه بررسی شد. برای بررسی وجود اختلاف آماری بین پارامترهای کمی و کیفی از آزمون تجزیه واریانس داده‌ها استفاده شد. تغییرات سالانه حفر چاههای مجاز و غیرمجاز استان نشان از یک روند افزایشی در تعداد چاههای حفر شده در دشت گرگان و در پی آن افزایش حجم آب برداشت‌شده از اوایل دهه 60 دارد. نتایج بررسیهای آماری، نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی چاههای عمیق و نیمه عمیق و همچنین هیدروگراف‌های واحد آبخوان‌های عمیق و نیمه عمیق مورد مطالعه نشان از افت سطح آب زیرزمینی در هر دو آبخوان نیمه عمیق و عمیق در بازه زمانی مورد مطالعه دارد. با توجه به ثابت بودن میزان متوسط بارندگی سالانه در دوره آماری مورد مطالعه، حفر چاههای کم‌عمق و عمیق و در پی آن برداشت بیرویه از آبخوان‌های عمیق و نیمه عمیق محتمل‌ترین عامل اصلی در افت سطح آب‌های زیرزمینی در دشت مورد مطالعه می‌باشد. براساس نتایج آماری بین اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق در دو دوره قدیم و جدید اختلاف معنی‌داری مشاهده شد. اگرچه این تغییرات در چاههای نیمه عمیق بیشتر از چاههای عمیق می‌باشد. همچنین دو پارامترCl وNa که از عوامل اصلی شوری آب می‌باشند بیشترین تغییرات را دارند. نمودارهای هیدروژئوشیمیایی مربوط به آبخوان‌های دشت نشان از افزایش مواد جامد محلول و همچنین تغییر تیپ و رخساره‌های هیدروشیمیایی آب زیرزمینی در دوره جدید دارد. اگرچه روند تغییرات در آبخوان کم‌عمق شدیدتر می‌باشد.
واژه‌های کلیدی: آب‌زیرزمینی، بارندگی، چاههای نیمه‌عمیق و عمیق، دشت‌گرگان، هیدروژئوشیمی
مقدمه
استفاده بیرویه از سفره‌های آب‌زیرزمینی با حفر چاههای عمیق و نیمه‌عمیق در اواخر دهه پنجاه و اوایل دهه60 در دشت گرگان روند فزاینده‌ای به خود گرفت. پس از حفر چاههای نیمه‌عمیق و پایین رفتن آب این سفره‌ها، کشاورزان ناچار به حفر چاههای عمیق‌تر شدند که این موضوع علاوه بر بالا بردن هزینه اقتصادی کشاورزان و تهدید حیات آبی قنات‌ها، هزینه‌های غیرقابل جبرانی بر محیط‌زیست پهنه داشته‌است (نیک قوجق، 1395).
بررسی‌ها نشان داد که افت سطح آب در سفره‌های آب زیرزمینی سبب افزایش شوری در آنها می‌شود. زیرا با کم شدن ذخیره آب‌شیرین در این سفره‌ها، آب‌شور از منابع مختلف به داخل آنها و همچنین چاههای بهره‌برداری نفوذ می‌کند (Bagheri, et al., 2019; Xiao et al., 2021). در این شرایط اگر برداشت از آب‌های زیرزمینی در دشت گرگان با رویه نامناسب کنونی همچنان ادامه داشته باشد به‌یقین آب چاه‌ها، خود به عاملی برای تسریع در تبدیل بیابانی شدن زمین‌های کشاورزی و مراتع دارد.
تاکنون پژوهش زیادی در مورد عوامل موثر بر کاهش سطح ایستابی و عواقب ناشی از آن در ایران و دیگر نقاط دنیا انجام شده‌است. با توجه به ماهیت پژوهش حاضر، برخی از مرتبط‌ترین پژوهش‌هایی که در مورد برداشت از آب‌های زیرزمینی انجام شده‌اند، به‌صورت مختصر مورد بررسی قرار می‌گیرد. عباس‌نژاد و شاهی‌دشت (1392) در پژوهشی به بررسی آسیب‌پذیری دشت سیرجان با توجه به برداشت بیرویه از سفره آب‌زیرزمینی پهنه پرداختند. نتایج این پژوهش نشان داد، برداشت بیش‌ازحد از سفره آب‌زیرزمینی دشت مورد مطالعه موجب کاهش ذخیره آبی سفره و در پی آن کاهش کیفیت آب، افزایش اجباری عمق چاه‌ها، خشک‌شدن منابع آبی، نشست زمین و خشک‌شدن برخی از مزارع و باغات شده‌است. چوپانی و دمی‌زاده (1393) در پژوهشی به‌بررسی پیامدهای ناشی از افت سطح آب‌زیرزمینی در دشت‌میناب استان‌هرمزگان در یک دوره بیلان 10ساله پرداختند. نتایج این پژوهش نشان داد، برداشت بیش‌ازحد از آب‌زیرزمینی دشت مورد مطالعه علاوه بر کاهش حجم ذخایر آبی موجب پیشروی آب‌شور دریا در بخش جنوبی دشت، نشست زمین و ایجاد درز و شکاف و چاله در سطح‌زمین شده‌است. در تحقیق زارعی و بهرامی (1395) به‌بررسی تغییرات کمی و کیفی آب‌زیرزمینی دشت‌فسا- فارس در یک بازه زمانی 5 ساله پرداختند. نتایج این پژوهش نشان از وجود روند نزولی در سطح آب‌زیرزمینی و در پی آن کاهش کیفیت آب می‌باشد. برداشت‌بی‌رویه و غیراصولی از سفره آب‌زیرزمینی در دشت‌فسا به همراه خشک‌سالی‌های اخیر، عامل اصلی این تغییر است. در پژوهشی کاردان‌مقدم و بنی‌حبیب (1396) به‌بررسی اثرات زیست‌محیطی هجوم جبهه‌های آب‌شور به آبخوان‌های کویری در یک دوره 5 ساله پرداختند. برداشت‌بی‌رویه و بیلان منفی آبخوان سبب افزایش بالازدگی آب‌شور از لایه‌های زیرین آبخوان سرایان در استان خراسان‌جنوبی شده‌است. این موضوع سبب افزایش مواد جامد محلول در آبخوان شیرین مورد مطالعه شده‌است.
همچنین در پژوهشی پوفار و همکاران Pophare et al., 2014) ( نقش برداشت بیش‌ازحد از آب‌زیرزمینی حوضه‌ای در کشور هند را بر روی کیفیت آب‌زیرزمینی آن بررسی کردند. نتایج این تحقیق نشان داد، در حدود 56 درصد از چاه‌ها، یک رابطه مثبت بین افت سطح ایستابی و افزایش میزان هدایت‌الکتریکی وجود دارد. النیما Al-Naim 2014) ( در تحقیقی تاثیر پمپاژ بیش از حد را بر روی سطح آب‌زیرزمینی و شوری آب در پهنه هایل عربستان‌سعودی را در یک دوره 12ساله مطالعه کردند. نتایج این تحقیق نشان داد، میزان افت و شورشدگی در آبخوان آزاد به‌مراتب بیشتر از آبخوان محبوس می‌باشد. راینر و همکاران Rainer et al., 2017) ( به بررسی تاثیرات طولانی‌مدت مدیریت استخراج آب‌های زیرزمینی عمیق بر سطح ایستابی در شمال آلمان در سال‌های 1977 تا 2006 پرداختند. نتایج این پژوهش نشان داد، برداشت بیش‌ازحد از آب‌زیرزمینی باعث افت شدید سطح آب‌زیرزمینی در سفره‌های سطحی شد. اگرچه به‌دلیل محدودیت در میزان استخراج آب‌های زیرزمینی و تغییر در میزان استفاده از ظرفیت چاههای فردی از سال 2006 به بعد سطح آب‌های زیرزمینی دوباره در پهنه افزایش یافته‌است. در تحقیقی تورکامانیتومبرکی و همکاران Torkamanitombeki et al. 2018) ( به‌بررسی تغییر شاخص‌های شیمیایی آب‌زیرزمینی به‌دلیل افت سطح‌ایستابی در دشت‌میناب ایران پرداختند. نتایج این پژوهش نیز نشان داد، سطح آب‌زیرزمینی دشت مورد مطالعه افت داشته است و این موضوع بر روی کیفیت آب‌زیرزمینی اثر منفی داشته‌است. شرفی و همکاران
Sherif et al. 2021) (در پژوهشی تغییرات مکانی و زمانی ذخیره آب زیرزمینی و شوری را در آبخوان کواترنری امارات متحده عربی را مطالعه کردند. نتایج این تحقیق نشان داد به دست آمده نشان داد، حجم منابع آب زیرزمینی شیرین در سفره کواترنر بشدت کاهش یافته‌است و بخش عمده‌ای از این منابع آب شیرین زیرزمینی تخلیه شده با آب شور جایگزین شد.
به‌طورکلی اهداف اصلی این پژوهش عبارتند از: 1) بررسی روند تغییرات بارندگی در دوره آماری مورد مطالعه، 2) بررسی تغییرات سالانه حفر چاههای نیمه‌عمیق و عمیق مجاز به‌همراه حجم آب‌برداشتی، 3) بررسی نوسانات سطح ایستابی و پیزومتری به همراه تغییرات هیدروگراف واحد دشت برای دو آبخوان نیمه‌عمیق و عمیق، 4) بررسی تغییرات برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی در هر دو آبخوان نیمه‌عمیق و عمیق در دوره آماری مورد مطالعه و 5) استفاده از آزمون تجزیه واریانس داده‌ها برای بررسی وجود اختلاف آماری بین پارامترهای فیزیکوشیمیایی و نوسانات سطح آب
روش مطالعه
پهنه مورد مطالعه
دشت‌گرگان با وسعتی در حدود 4727 کیلومترمربع و گستره جغرافیایی °54 تا °56 طول شرقی و ´30 °36 تا ´15 °38 عرض شمالی در استان گلستان واقع شده‌است (جهانشاهی‌نوکنده، 1394). این دشت دارای آب و هوای نیمه‌خشک است و در شمال‌شرقی ایران واقع شده است (عباسی‌مقدم، 1397). این دشت دارای 5 حوضه آبریز اصلی شامل حوضه‌های آبریز شرق خلیج‌گرگان، نکارودعلیا، قره‌سو، گرگانرود، اترک‌سفلی می‌باشد (نیک‌قوجق، 1395). گستره مورد مطالعه در این پژوهش بخشی از دشت گرگان شامل حوضه‌های آبخیز گرگانرود، قره‌سو و خلیج می‌باشد(شکل1).
بررسی خطوط هم‌باران در گستره دشت‌گرگان نشان می‌دهد، در بخش‌های جنوبی آن بارندگی متوسط سالانه حدود 600 میلی‌متر است و هر چه به‌سمت شمال حرکت کنیم از مقدار بارندگی کاسته شده به‌طوری‌که در نزدیک مرز ترکمنستان به زیر 400 میلی‌متر در سال می‌رسد. همچنین در بررسی خطوط هم‌دمای سالانه مشخص شد، در بخش‌های جنوبی دشت گرگان متوسط دمای سالانه حدود 16 درجه‌سانتی‌گراد است و هر چه به‌سمت شمال دشت برویم بر مقدار دما افزوده شده به‌طوری‌که در نزدیک مرز ترکمنستان به بالای 18 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. اقلیم دشت گرگان براساس روش دومارتن از نیمه‌خشک در شرق تا مرطوب در بخش‌های غربی پهنه مورد مطالعه متغیر می‌باشد.
شکل 1. نقشه موقعیت گستره مورد مطالعه در دشت‌گرگان و استان‌گلستان
بررسی وضعیت زمین‌شناسی پهنه مورد مطالعه
دشت مورد مطالعه از رسوبات ماسه‌ای و سیلتی غیرمتراکم و سخت‌نشده پوشیده شده است (شکل2). این رسوبات بیشتر لسی و مربوط به دوران چهارم زمین‌شناسی، با ضخامت به نسبت زیاد در پهنه دشت و پای ارتفاعات جنوبی و شرقی نهشته شده‌اند. اگرچه درباره منشاء اولیه و طرز رسوب‌گذاری آنها اختلاف‌نظر وجود دارد ولی همه بر این عقیده‌اند که عناصر تشکیل‌دهنده آنها از ارتفاعات البرز سرچشمه می‌گیرد و بارها در جهات مختلف تغییر مکان داده‌اند. ارتفاعات جنوب پهنه مورد مطالعه را تاقدیس‌ها و ناودیس‌هایی از حوضه البرز شرقی با رسوبات مربوط به پالئوزوئیک و مزوزوئیک به‌مقدار کم تشکیل می‌دهند. سازندهای آهکی و ماسه‌سنگی خوش‌ییلاق، مبارک، درود، روته، الیکا، لار و دلیچای و شمشک از اهمیت و رخنمون بیشتری برخوردار هستند(حمیدی و همکاران، 1400). مهم‌ترین نهشته‌های دشت از قدیم به جدید عبارتند از سازند آقچه‌گیل، نهشته‌های مارنی پلیستوسن پیشین، لس‌ها، نهشته‌های گرگانرود، نهشته‌های تبخیری، نهشته‌های برخان‌ها و نهشته‌های آبرفتی دریاچه‌ای هستند. ویژگی‌های رسوب‌شناسی و چینه‌نگاشتی این واحدها نشان می‌دهد فرسایش و نهشته‌گذاری در دشت‌گرگان حاصل اندرکنش فرآیندهای رودخانه‌ای دریایی، دریاچه‌ای و بادی است و با تغییرات اقلیمی، فرایندهای زمین‌ساختی و تغییرات تراز دریای کاسپین کنترل شده است (قاسمی و همکاران، 1386). در پهنه مورد مطالعه، سامانه گسلی کاسپین را می‌توان به‌عنوان راندگی‌هایی با شیب رو به جنوب در نظر گرفت. عملکرد این سامانه گسل، به‌طور محلی شیست‌های گرگان را در برابر نهشته‌های کواترنری قرار می‌دهد. (روستائی و همکاران، 1394 ; آق اتابای و تورانی، 1397).
شکل2. نقشه زمین‌شناسی گستره مورد مطالعه
جنس و گسترش سفره‌‌هاي گستره مورد مطالعه
براساس نتايج حاصل از كاوش‌هاي ژئوفيزيكي، برش زمين‌شناسي چاههای اكتشافي و مشاهده‌اي، گستره گسترش مخروط افكنه‌ها و بررسي رفتار چاههای مشاهده‌اي کم‌عمق و پيزومترهاي عميق، آبخوان‌هاي آبرفتي گستره مورد مطالعه به آبخوان آزاد (شامل بخش‌هاي تك سفره حاشيه ارتفاعات و سفره سطحي مناطق چند سفره‌اي) و آبخوان عمقي (تحت فشار) تقسيم می‌شوند. سفره سطحي (آزاد) بیشتر در گستره مياني پهنه مورد مطالعه، از شمال جاده اصلي گرگان-مشهد به سمت بخش مركزي و نهايتاً مرزهاي شمالي استان گسترش دارد. نتايج حاصل از عمليات ژئوفيزيكي و مقاطع زمین‌شناسی چاه‌ها نشان مي‌دهد كه اين سفره همگی از رس، سيلت و كمي ماسه به‌صورت لايه‌هاي كم نفوذ با جريان تأخيري و يا بين لايه‌هايي از رسوبات دانه‌درشت تشكيل شده است. بخش تك سفره‌اي آبخوان آزاد در محل گسترش رسوبات مخروط افكنه‌اي و در حاشيه ارتفاعات جنوبي تشكيل شده و شامل رسوبات دانه درشت‌تر نسبت به مناطق شمالي دشت است و از قابليت نفوذپذيري و انتقال نسبتاً بالايي برخوردار مي‌باشد. آبخوان عمقي (تحت فشار) نيز باتوجه به نتايج پژوهش ژئوفيزيكي از مقاومت بالاتري برخوردار است و بر اساس مقاطع زمين‌شناسي چاه‌ها از رسوبات شن و ماسه ريز تا دانه درشت و گاهي قلوه‌سنگ تشكيل شده‌است. در بين آنها نيز میان لايه‌هايي از رس، سيلت و ماسه نرم به‌عنوان لايه‌هاي كم نفوذ و نشتي وجود دارد.
انتخاب و معرفی چاههای کمی و کیفی و روش آماری
در این تحقیق با توجه به آمار موجود و نحوه پراکندگی چاه‌ها در دشت مورد مطالعه تعداد 31 حلقه چاه نیمه‌عمیق و 24حلقه چاه‌عمیق برای بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی انتخاب شد. اما برای بررسی تغییرات پارامترهای کیفی تعداد 33 حلقه چاه
نیمه‌عمیق و 48 حلقه چاه‌عمیق با توجه به آمار موجود و نحوه پراکندگی آنها در دشت مورد مطالعه انتخاب شدند (شکل3).
ابتدا با توجه به طولانی مدت بودن دوره مورد مطالعه (30 ساله) و همچنین حجم بالای داده‌های مربوط به بارندگی سالانه، سطح آب‌زیرزمینی و پارامترهای فیزیکوشیمیایی، این دوره 30 ساله برای بررسی بارندگی سالانه و تغییرات سطح آب‌زیرزمینی به دو دوره 15 سال قدیم و 15سال جدید تقسیم‌بندی شد. اما برای پارامترهای فیزیکوشیمیایی به دلیل نبود پیوستگی داده‌ها در برخی از چاه‌ها، دو دوره پنج سال اول و پنج سال آخر دوره منظور شد. سپس به‌منظور مقایسه و تعیین اختلاف معنی‌داری بین تغییرات بارندگی سالانه، سطح آب‌زیرزمینی و پارامترهای فیزیکوشیمیایی در دوره آماری مورد بررسی (دوره‌های قدیم و دوره جدید) از آزمون Tزوجی در محیط نرم‌افزار مینی‌تب استفاده و تجزیه واریانس داده‌ها انجام شد. قبل از انجام آزمون T زوجی فرض نرمال بودن داده‌ها با استفاده از آزمون اندرسون-دارلینگ2 بررسی شد. در آزمون T زوجی چنانچه مقدار p-value محاسبه شده توسط نرم‌افزار بزرگ‌تر و یا مساوی 05/0 شود، با احتمال 95 درصد فرض H0 یعنی نبود وجود اختلاف معنی‌دار بین میانگین تیمارهای مورد بررسی پذیرفته و فرض H1 رد می‌شود. اما چنانچه مقدار p-value محاسبه شده کوچک‌تر از 05/0 شود، با احتمال 95 درصد فرض H0 رد و فرض H1 یعنی وجود اختلاف معنی‌دار بین میانگین تیمارهای مورد بررسی پذیرفته می‌شود (شیرازی، 1395).
شکل3. a) پراکندگی چاههای نیمه‌عمیق و b) عمیق کمی و کیفی در گستره مورد مطالعه
بحث
تغییرات سالانه بارش سالیانه
به‌منظور بررسی روند مقادیر بارندگی سالانه در دشت‌گرگان به‌عنوان یکی از عامل‌های اصلی در نوسانات سطح آب زیرزمینی از آمار هشت ایستگاه هواشناسی مراوه‌تپه، تمر، گنبد، سیاه‌آب، قلعه‌جیق، غفارحاجی، آق‌قلا و هاشم‌آباد در یک دوره‌آماری30 ساله (1366-1367) تا (1396-1395) استفاده‌شد. با توجه به شکل4 مقادیر بارندگی متوسط سالانه در چهار ایستگاه‌های هواشناسی انتخابی در دوره مورد بررسی فاقد روند است و یا دارای روند افزایشی جزئی می‌باشد (به‌جز ایستگاه هواشناسی آق‌قلا). همچنین مقادیر بارندگی ایستگاه‌های منتخب در دو دوره 15ساله قدیم و جدید با استفاده از آزمون T بررسی شد. براساس جدول1 مقادیر p-value آزمونT بین مقادیر بارندگی سالانه 15 ساله دوره قدیم و جدید در ایستگاه‌های هواشناسی منتخب (به‌جز ایستگاه سیاه‌آب) بزرگ‌تر از 05/0 محاسبه شده است. بنابراین فرض H0 یا نبود وجود اختلاف معنی‌دار بین دو دوره مورد بررسی پذیرفته و فرض H1 یا وجود اختلاف معنی‌دار رد می‌شود.
شکل4. بررسی روند مقادیر بارندگی سالانه در دشت‌گرگان مربوط به چهار ایستگاه هواشناسی انتخابی مراوه‌تپه، گنبد، سیاه‌آب و آق‌قلا در یک دوره آماری 30 ساله (1396-1366)
جدول1. مقادیر p-value آزمون T بین مقادیر بارندگی 15ساله سالانه دوره قدیم و جدید | ||||||||
نام ایستگاه | هاشم‌آباد | آق‌قلا | غفارحاجی | قلعه جیق | سیاه‌آب | گنبد | تمر | مراوه‌تپه |
مقادیر | 432/0 | 964/0 | 506/0 | 443/0 | 008/0 | 062/0 | 458/0 | 274/0 |
تغییرات سالانه حفر چاههای کم‌عمق و عمیق مجاز و غیرمجاز
در این پژوهش باتوجه به آخرین آمار موجود در شرکت آب پهنه‌ای تغییرات سالانه حفر چاههای کم‌عمق و عمیق مجاز و غیرمجاز استان در یک بازه 40 ساله بررسی شد (نیک‌قوجق، 1395). نتایج این بررسی نشان از یک روند افزایشی تعداد چاههای حفر شده و در پی آن حجم آب برداشت‌شده در این دوره دارد (شکل5). اگر چه تعداد چاههای کم‌عمق غیرمجاز حفر شده به همراه حجم آب برداشت‌شده توسط آنها در این دوره 40 ساله به‌مراتب بیشتر از چاههای کم‌عمق مجاز است (شکلb و a-5). نتایج همچنین نشان داد، از سال 1372 تا سال 1385 حفر چاههای غیرمجاز از شتاب چشمگیری برخوردار است. این روند در چاههای مجاز کم‌عمق نیز دیده می‌شود. در هر دو نوع چاه، میزان حفر چاههای جدید و همچنین برداشت آب از آنها از سال 1385 به بعد در پی سخت‌گیری‌های شرکت آب پهنه‌ای گلستان از شتاب کمتری برخوردار می‌باشد (شکلb و a-5).
مشابه چاههای کم‌عمق مجاز، یک روند نسبتا ملایم تا سال 1378 در میزان حفر این چاه‌ها عمیق مجاز وجود دارد. اگرچه این روند از سال 1378 تا سال 1386 افزایش چشمگیری داشته‌است و پس از آن روند حفر این‌گونه چاه‌ها از شتاب کمتری برخوردار می‌باشد (شکلc-5). همچنین بررسی روند تغییرات در حفر سالانه چاههای عمیق غیرمجاز در استان نشان می‌دهد، یک روند افزایشی تا سال 1380 در میزان حفر این‌گونه چاه‌ها وجود داشته‌است و در بین سال‌های 1350 تا 1378 تعداد این چاه‌ها در حدود 1000 حلقه چاه در دشت مورد مطالعه می‌باشد (نیک‌قوجق، 1395). بعد از این سال تا به امروز روند حفر چاه‌ها شتاب بیشتری داشته‌است (شکل d-5).
شکل 5. تغییرات سالانه حفر چاههای کم‌عمق و عمیق مجاز و غیرمجاز به همراه حجم آب برداشت‌شده در دشت گرگان
تغییرات سطح آب‌زیرزمینی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق
خلاصه نتایج آماری آزمون T زوجی را بین تغییرات سطح آب‌زیرزمینی چاههای نیمه‌عمیق در دو دوره 15ساله قدیم (1381-1367) و جدید (1396-1382) در جدول 2 ارائه شده‌است. براین اساس، از 27 حلقه چاه نیمه‌عمیق (شکل a-3) مورد بررسی مقادیرp-value آزمونT زوجی برای 19 چاه (معادل 4/70 درصد) کمتر از 05/0 محاسبه شده‌است. این موضوع بیانگر آن است، سطح آب‌زیرزمینی در 4/70 درصد از چاههای مورد بررسی در دوره قبل از سال 1381 نسبت به دوره بعد از آن اختلاف معنی‌داری داشته‌است. در مقابل در نه چاه (6/29 درصد) مقادیرp-value آزمون T زوجی بیشتر از 05/0 می‌باشد. از این‌رو در 6/29 درصد از چاههای نیمه‌عمیق گستره مورد مطالعه، تغییرات سطح آب‌زیرزمینی در دوره قبل و بعد از سال 1381 اختلاف معنی‌داری وجود ندارد. تمامی چاههای بیان شده بر روی مخروط‌افکنه (بین جبهه کوهستان و دشت) واقع شده‌اند. این مطلب می‌تواند به‌دلیل تغذیه خوب آبخوان توسط جبهه کوهستان (در بخش جنوبی دشت) که بیشتر متشکل از تشکیلات آهکی مربوط به سازندهای لار و مزدوران‌اند هستند.
شکل6 نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی را در دو دوره قبل و بعد از سال 1381 در دو چاه نیمه‌عمیق نیازآباد و ایمرمحمدقلی نشان می‌دهد. براساس شکل6 در هر دو چاه نیازآباد و ایمرمحمدقلی در دوره بعد از سال 1381 نسبت به دوره قبل آن با کاهش معنی‌دار سطح آب‌زیرزمینی و روند منفی مواجه هستند. دلیل آن با توجه به تغییرات نسبتا ثابت اقلیمی، حفر چاههای غیرمجاز، برداشت‌بی‌رویه از منابع آب‌زیرزمینی و تغییر در الگوی کشت (پنبه به شالی و گندم) می‌باشد. این شرایط تقریبا در سایر چاههای نیمه‌عمیق مورد بررسی واقع در دشت‌گرگان با اندکی تغییر اتفاق افتاده‌است.
جدول2. مقادیر p-value آزمونT زوجی بین تغییرات سطح آب‌زیرزمینی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق در دو دوره قدیم (1367-1381) و جدید (1396-1382) | ||||||
نوع چاه | شماره | نام چاه | P-value | شماره | نام چاه | P-value |
نیمه‌عمیق | 1 | گمیشان | 003/0 | 15 | کم‌عمق مارون کلاته | 017/0 |
2 | نیازآباد | 000/0 | 16 | خان‌ببین | 090/0 | |
3 | شمال‌النگ | 248/0 | 17 | کوچک‌خرطوم | 693/0 | |
4 | قره‌تپه بزرگ | 000/0 | 18 | جنگل‌دلند | 251/0 | |
5 | تخشی‌محله | 528/0 | 19 | قراول‌تپه | 067/0 | |
6 | صحنه‌سفلی | 001/0 | 20 | نظام‌آباد | 017/0 | |
7 | انجیراب | 640/0 | 21 | اداره آب گنبد | 001/0 | |
8 | جنوب دوگونچی | 044/0 | 22 | ایمرمحمدقلی | 000/0 | |
9 | روبروی کفایی‌پور | 010/0 | 23 | قوینلی | 007/0 | |
10 | شمال آق‌قلا | 006/0 | 24 | سارجه‌کر | 000/0 | |
11 | اوجاتوپ | 000/0 | 25 | امان‌خواجه | 003/0 | |
12 | عطاآباد | 000/0 | 26 | کنگور | 029/0 | |
13 | میان‌آباد | 025/0 | 27 | آشوربای | 534/0 | |
14 | جنگل‌قرق | 000/0 |
| --- | --- | |
عمیق | 1 | سیجوال | 001/0 | 13 | اوجاتوپ | 000/0 |
2 | جنوب‌النگ | 002/0 | 14 | دودانگه | 042/0 | |
3 | آق‌امام | 000/0 | 15 | چین‌سبلی | 043/0 | |
4 | خوجه‌لر | 112/0 | 16 | گوزن‌فارس | 367/0 | |
5 | کتوک | 001/0 | 17 | شفتالوباغ | 023/0 | |
6 | شموشک | 035/0 | 18 | خیوه‌لی | 041/0 | |
7 | للدوین | 000/0 | 19 | فاضل‌آباد | 537/0 | |
8 | لمسک | 000/0 | 20 | کوچک‌استاجیق | 000/0 | |
9 | کماسی | 038/0 | 21 | قوچ‌مراد | 006/0 | |
10 | ناهارخوران | 012/0 | 22 | سلاخ‌نوری | 692/0 | |
11 | شمال دیوار اسکندر | 001/0 | 23 | دشت‌حلقه | 000/0 | |
12 | قانقرمه | 000/0 | 24 | باینال | 001/0 | |
شکل6. نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی در دو دوره قدیم (1381-1376) و جدید (1396-1382) در دو چاه نیمه‌عمیق (a) نیازآباد و (b) ایمرمحمدقلی
خلاصه نتایج آماری آزمون T زوجی بین تغییرات سطح آب‌زیرزمینی چاههای عمیق در دو دوره 15ساله قدیم (1381-1367) و جدید (1396-1382) در جدول 2 ارائه شده‌است. نتایج نشان داد، از 24 حلقه چاه عمیق مورد بررسی مقادیر p-value آزمون T زوجی برای 20 چاه (معادل 3/83 درصد) کمتر از 05/0 محاسبه شده‌است. این موضوع بیانگر آن است با احتمال 95 درصد در 3/83 درصد از چاههای عمیق مورد بررسی تغییرات سطح آب‌زیرزمینی در دوره قدیم نسبت به دوره جدید اختلاف معنی‌داری داشته است. در این بررسی همچنین مشخص شد در چهار چاه خوجه‌لر، گوزن‌فارس، فاضل‌آباد و سلاخ‌نوری مقادیر p-value آزمونT زوجی بیشتر از 05/0 محاسبه شده‌است. این موضوع نشان می‌دهد با احتمال 95 درصد سطح آب‌زیرزمینی در 6/16 درصد از چاههای مورد بررسی در دوره قدیم نسبت به دوره جدید اختلاف معنی‌داری وجود داشته‌است.
شکل7 نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی را در دو دوره قدیم و جدید برای 2 چاه عمیق سیجوال و کتوک نشان می‌دهد. مطابق شکل 7 در هر دو چاه‌عمیق سیجوال و کتوک مانند چاههای نیمه‌عمیق در دوره‌جدید نسبت به دوره قدیم با کاهش معنی‌دار سطح آب‌زیرزمینی و روند منفی مواجه هستند و این شرایط تقریبا در سایر چاههای عمیق مورد بررسی واقع در دشت‌گرگان با اندکی تغییر اتفاق افتاده‌است.
شکل 7. نمودار میله‌ای تغییرات سالانه سطح آب‌زیرزمینی در دو دوره قدیم (1380-1367) و جدید (1396-1392) در دو چاه‌عمیق، (a) سیجوال و (b) کتوک
بررسی وضعیت آبخوان‌های کم‌عمق و عمیق استان
به‌منظور بررسی وضعیت آبخوان کم‌عمق استان، ابتدا نمودار تغییرات بارش استان در دوره مورد نظر تهیه شد. سپس تغییرات تراز آب‌زیرزمینی در آبخوان کم‌عمق استان بر روی نمودار ذکر شده، رسم شد. برای سهولت نمایش و مقایسه، تغییرات تراز آب‌زیرزمینی نیز برحسب میلی‌متر نسبت به تراز شاخص 25 متری مطرح شد (شکل a-8). نتایج این بررسی نشان‌داد، به‌جز بخش ابتدایی نمودار بیان شده یعنی سال آبی 71-70 تا 76-75 که روند تغییرات بارندگی و تغییرات آبخوان با یکدیگر هم‌خوانی ندارند در بقیه دوره مورد مطالعه همبستگی نسبتا خوبی بین نوسانات بارندگی سالانه و تغییرات سالانه تراز آب‌زیرزمینی وجود دارد. به‌طوری‌که با افزایش میزان بارندگی سالانه تراز آب‌زیرزمینی نیز افزایش یافته است. اگرچه تغییرات سطح تراز آب‌زیرزمینی به لحاظ زمانی کمی متفاوت است و شروع آن با تاخیر همراه می‌باشد. این مورد با توجه به‌سرعت کم نفوذ آب‌های سطحی ناشی از بارش‌های سالیانه و در پی آن تغذیه سفره کم‌عمق آب‌زیرزمینی بدیهی به‌نظر می‌رسد.
نمودار تغییرات سطح آب در زمان. مربوط به بخش آبخوان کم‌عمق (شکل b-8) نشان‌داد، سطح آب زیرزمینی از سال آبی 1374 تا سال 1396 دارای شیب ملایم نزولی است. اگرچه در برخی دوره‌ها مانند سال‌های 82 تا 86 و همچنین سال‌های 88 تا 92 روند صعودی داشته است. این مورد ناشی از افزایش میزان بارندگی و درپی آن افزایش میزان نفوذ آب به داخل لایه آبدار نیمه‌عمیق می‌باشد. لازم به توضیح است که در ماه‌های تر سال روند صعودی و در ماه‌های خشک سال روند نزولی داشته‌است. در کل شیب نزولی این گراف ناشی از برداشت از آب زیرزمینی توسط چاههای مجاز و غیرمجاز برای مصرف‌های مختلف می‌باشد.
همانند هیدروگراف واحد دشت مربوط به بخش آبخوان کم‌عمق، هیدروگراف واحد دشت آبخوان عمیق نیز دارای روند نزولی می‌باشد (شکل c-8). اگرچه شیب کلی گراف و مقدار افت آب در این آبخوان نسبت به آبخوان نیمه‌عمیق بیشتر می‌باشد. از آن‌جایی‌که نحوه تغذیه این آبخوان و میزان آن کمتر از آبخوان آزاد یا نیمه‌عمیق می‌باشد این مورد بدیهی به‌نظر می‌رسد. البته میزان افت واقعی در این آبخوان می‌تواند بیش از مقدار اندازه‌گیری شده باشد اما به‌دلیل دانه‌ریز بودن و تراکم‌پذیری لایه‌های آبدار تشکیل‌دهنده آبخوان عمیق محاسبه افت واقعی مشکل می‌باشد.
شکل8 . a) نمودار تغییرات تراز آب‌زیرزمینی در آبخوان کم‌عمق استان و تغییرات بارش استان به همراه b) هیدروگراف معرف آبخوان کم‌عمق و c) آبخوان عمیق
- بررسی پارامترهای کیفی چاههای نیمه‌عمیق
جدول 3 مقادیر p-value آزمون T زوجی را برای مقایسه اختلاف معنی‌داری خصوصیات فیزیکوشیمیایی برای 10 حلقه چاه نیمه‌عمیق واقع در دشت‌گرگان در دو دوره پنج ساله قدیم و جدید نشان می‌دهد. مطابق جدول 3 مشخص شد که هفت فاکتور کیفی Cl، Na، Ca، Mg، SO4، EC و TH بیشترین تفاوت معنی‌داری را در دوره جدید نسبت به دوره قدیم در چاههای نیمه‌عمیق داشته‌اند به‌طوری‌که در 50 درصد چاههای مورد بررسی تفاوت معنی‌داری ملاحظه شد. در چاههای عمیق نیز مانند
جدول3. مقادیر p-value آزمون T زوجی برای مقایسه اختلاف معنی‌داری خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق واقع در دشت‌گرگان در دو دوره قدیم و جدید | |||||||||||||
Ca | Mg | Na | K | SO4 | HCO3 | Cl | pH | TDS | EC | TH | Na% | نام چاه | نوع چاه |
075/0 | 007/0 | 006/0 | 270/0 | 002/0 | 005/0 | 093/0 | 668/0 | 002/0 | 001/0 | 001/0 | 021/0 | کارخانه آرد رضایی | کم‌عمق |
198/0 | 098/0 | 322/0 | 406/0 | 374/0 | 464/0 | 140/0 | 975/0 | 157/0 | 117/0 | 117/0 | 595/0 | مریم‌آباد | |
002/0 | 009/0 | 047/0 | 013/0 | 006/0 | 712/0 | 003/0 | 353/0 | 006/0 | 005/0 | 004/0 | 021/0 | بهلکه‌داشلی | |
640/ | 455/0 | 447/0 | 358/0 | 440/0 | 466/0 | 472/0 | 411/0 | 005/0 | 012/0 | 491/0 | 346/0 | نوده‌کتول | |
0 | 023/0 | 003/0 | 003/0 | 001/0 | 927/0 | 203/0 | 329/0 | 094/0 | 011/0 | 007/0 | 462/0 | کوچک‌خرطوم | |
048/0 | 023/0 | 585/0 | 252/0 | 429/0 | 387/0 | 035/0 | 730/0 | 123/0 | 108/0 | 029/0 | 331/0 | غرب خرلر | |
027/0 | 963/0 | 158/0 | 672/0 | 005/0 | 244/0 | 0148/0 | 717/0 | 008/0 | 007/0 | 006/0 | 962/0 | کلورامیان | |
006/0 | 014/0 | 048/0 | 045/0 | 002/0 | 749/0 | 0 | 158/0 | 078/0 | 112/0 | 601/0 | 026/0 | حاجیلرقلعه | |
479/0 | 059/0 | 269/0 | 841/0 | 787/0 | 038/0 | 568/0 | 089/0 | 146/0 | 171/0 | 104/0 | 886/0 | بازگیر | |
577/0 | 463/0 | 047/0 | 028/0 | 735/0 | 569/0 | 014/0 | 856/0 | 704/0 | 404/0 | 829/0 | 229/0 | دهنه | |
104/0 | 208/0 | 009/0 | 592/0 | 0 | 108/0 | 032/0 | 719/0 | 034/0 | 063/0 | 653/0 | 041/0 | بندرگز | عمیق |
120/0 | 079/0 | 0 | 535/0 | 0394/0 | 387/0 | 026/0 | 041/0 | 487/0 | 457/0 | 103/0 | 001/0 | گامیشلی‌نزار | |
291/0 | 026/0 | 416/0 | 002/0 | 011/0 | 007/0 | 048/0 | 932/0 | 389/0 | 243/0 | 086/0 | 03/0 | دوست‌محمدیان | |
546/0 | 109/0 | 043/0 | 081/0 | 021/0 | 986/0 | 026/0 | 136/0 | 261/0 | 092/0 | 128/0 | 191/0 | نومل | |
462/0 | 879/0 | 007/0 | 237/0 | 049/0 | 027/0 | 014/0 | 036/0 | 0 | 0 | 726/0 | 0 | حیدرآباد | |
208/0 | 417/0 | 095/0 | 032/0 | 382/0 | 006/0 | 002/0 | 104/0 | 0 | 001/0 | 254/0 | 127/0 | کرد | |
012/0 | 008/0 | 009/0 | 077/0 | 088/0 | 004/0 | 486/0 | 738/0 | 573/0 | 240/0 | 002/0 | 0 | زرین‌گل شرکت‌نفت | |
023/0 | 956/0 | 300/0 | 0 | 0 | 201/0 | 001/0 | 747/0 | 001/0 | 020/0 | 310/0 | 334/0 | کوچک‌خرطوم | |
002/0 | 432/0 | 048/0 | 161/0 | 068/0 | 032/0 | 034/0 | 352/0 | 093/0 | 048/0 | 074/0 | 870/0 | سلاخ‌نوری | |
049/0 | 268/0 | 003/0 | 021/0 | 322/0 | 046/0 | 104/0 | 110/0 | 820/0 | 912/0 | 081/0 | 023/0 | آزادشهر | |
003/0 | 282/0 | 844/0 | 495/0 | 325/0 | 046/0 | 040/0 | 260/0 | 180/ | 040/0 | 007/0 | 044/0 | ارتق‌مختوم | |
015/0 | 089/0 | 041/0 | 271/0 | 002/0 | 195/0 | 028/0 | 356/0 | 010/0 | 003/0 | 023/0 | 430/ | ایمرمحمدقلی | |
117/0 | 616/0 | 025/0 | 462/0 | 003/0 | 048/0 | 317/0 | 355/0 | 024/0 | 012/0 | 171/0 | 133/0 | کلاله | |
چاههای نیمه‌عمیق دو فاکتور Cl و Na بیشترین تغییرات معنی‌داری را داشته‌اند. همچنین مشخص شد فاکتور pH کمترین تغییرات معنی‌داری را داشته به‌طوری‌که برای هیچ‌کدام از چاههای نیمه‌عمیق در دو دوره مورد بررسی تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در بررسی چاههای عمیق نیز مشخص شد، pH کمترین تغییرات آماری را داشته است.
در این بررسی همچنین مشخص شد بیشترین تغییرات در خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق در دشت‌گرگان در چاه بهلکه‌داشلی اتفاق افتاده است. به‌گونه‌ای که از بین 12 فاکتور کیفی مورد بررسی 10 فاکتور در دوره جدید نسبت به دوره قدیم تفاوت معنی‌داری داشته‌است. کمترین تغییرات در خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق در دشت‌گرگان نیز در دو چاه مریم‌آباد و بازگیر اتفاق افتاده‌است به‌طوری‌که از بین 12 فاکتور کیفی مورد بررسی در چاه مریم‌آباد هیچ تفاوت آماری مشاهده نشد و در چاه بازگیر تنها فاکتور HCO3 در دوره جدید نسبت به دوره قدیم تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. دلیل این موضوع می‌تواند به‌طور مستقیم مرتبط با موقعیت این چاه‌ها در دشت گرگان باشد. لازم به توضیح است که چاههای مریم‌آباد و بازگیر در نیمه جنوبی دشت‌گرگان و در حد فاصل کوهستان و دشت بر روی مخروط‌افکنه واقع شده‌اند درحالی‌که چاه بهلکه‌داشلی در بخش‌های میانی دشت واقع شده‌است. به‌طورکلی بررسی نتایج آماری نشان داد. تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق در دشت‌گرگان کم و بیش مشابه با چاههای عمیق اتفاق افتاده و در دوره جدید نسبت به دوره قدیم تغییرات قابل ملاحظه است. کاهش حجم ذخيره آب شیرین آبخوان‌های دشت گرگان، کاهش تغذیه آبخوان‌های دشت توسط رودخانه‌ها و آب‌های سطحی و احتمال نفوذ آب‌شور و لب‌شور لایه‌های زیرین به‌داخل سفره‌های سطحی به دلیل برداشت بیش از حد از سفرهای آزاد و عمیق دشت را می‌توان از مهم‌ترین عوامل در وجود اختلاف در دوره‌های جدید و قدیم دانست.
جدول 3 مقادیر p-value آزمون T زوجی را برای مقایسه اختلاف معنی‌داری خصوصیات فیزیکوشیمیایی برای 13 حلقه چاه‌عمیق واقع در دشت‌گرگان در دو دوره قدیم و جدید نشان می‌دهد. مطابق جدول 3 مشخص شد که سه فاکتور کیفی Cl، Na و HCO3 بیشترین تفاوت معنی‌داری را در دوره جدید نسبت به دوره قدیم در چاههای عمیق داشته‌اند به‌طوری‌که از 13 چاه‌عمیق مورد بررسی برای سه فاکتور کیفی Cl، Na و HCO3 به‌ترتیب در 10، 9 و 8 چاه تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. این مورد می‌تواند ناشی از اختلاط بین آب این سفره با سفره عمیق شور باشد. بعد از سه فاکتور فوق، بیشترین تغییرات معنی‌داری سه فاکتور کیفی SO4، EC و Na% می‌باشد به‌گونه‌ای‌که برای هر کدام از آنها، در هفت چاه از 13 چاه‌عمیق مورد بررسی تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. همچنین مشخص شد دو فاکتور Mg و pH کمترین تغییرات معنی‌داری را داشته‌اند به‌طوری‌که برای هرکدام از آنها تنها در یک چاه در دو دوره مورد بررسی تفاوت معنی‌داری مشاهده شد.
در این بررسی همچنین مشخص شد بیشترین تغییرات آماری در خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای عمیق در دشت‌گرگان در دو چاه حیدرآباد و ایمرمحمدقلی اتفاق افتاده است. از بین 12 فاکتور کیفی مورد بررسی به‌ترتیب 8 و 7 فاکتور در دوره‌جدید نسبت به دوره قدیم تفاوت معنی‌داری مشاهده شده‌است. کمترین تغییرات در خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای عمیق در دشت‌گرگان نیز در دو چاه نومل (سه فاکتور) و گامیشلی‌نزار (چهار فاکتور) اتفاق افتاده‌است. به‌طورکلی بررسی نتایج آماری نشان داد که تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی چاههای عمیق در دشت‌گرگان در دوره جدید نسبت به دوره قدیم قابل‌ملاحظه است و دلیل آن می‌تواند مرتبط با کاهش تغذیه سفره آب‌زیرزمینی و ارتباط این سفره با سفره‌های بالا و پایین خود باشد.
تغییرات میزان کلر در چاههای عمیق و نیمه‌عمیق
در این پژوهش تغییرات غلظت یون کلر به‌عنوان آنیون معرف شوری در آب‌زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت (شکل 9). بدین‌منظور یکسری چاههای عمیق و نیمه‌عمیق در دشت که پراکندگی مناسبی در سطح دشت داشته باشند انتخاب شدند.
تغییرات میزان غلظت یون کلر در برخی از چاههای نیمه‌عمیق نشان از افزایش غلظت این یون در بیشتر چاه‌ها در دوره مورد مطالعه دارد. این موضوع با توجه به افت سطح آب‌زیرزمینی در این نوع چاه‌ها بدیهی به‌نظر می‌رسد. اگرچه در چاههای مجاور ارتفاعات به‌دلیل تغذیه آبخوان مورد مطالعه توسط جبهه آب‌شیرین زیرزمینی ناشی از ارتفاعات، غلظت یون کلر کمتر در اثر افت آب‌زیرزمینی قرار دارد (شکل 9). درحالی‌که چاه‌هایی که دور از ارتفاعات و میانه‌های دشت قرار دارد (مانند چاه شماره11) بیشترین تغییرات را از خود نشان می‌دهند. به‌طورکلی نوسانات چاههای عمیق نسبت به یون کلر، برخلاف چاههای نیمه‌عمیق، کمتر می‌باشد. اگرچه در برخی از چاه‌ها نظیر چاه شماره 8 و 48 غلظت یون کلر در دوره مورد مطالعه روند افزایشی داشته‌است. از مهم‌ترین دلایل تغییرات نسبتا کم یون کلر در دشت مورد مطالعه می‌توان محبوس بودن سفره و نبود ارتباط آن سفره کم‌عمق اشاره کرد. همچنین مکان تغذیه این سفره به‌احتمال فراوان در حاشیه ارتفاعات می‌باشد.
ازآنجایی‌که یون کلر یکی از آنیون‌های موثر در تغییر میزان هدایت‌الکتریکی (EC) می‌باشد در این پژوهش ارتباط بین این دو پارامتر بررسی شد (شکلa-10). نتایج این بررسی نشان از ارتباط مستقیم و نسبتا خطی بین این دو پارامتر دارد. اگرچه این رابطه در چاههای عمیق خطی‌تر به نظر می‌رسد.
شکل 9. تغییرات میزان کلر در برخی از چاههای a) نیمه‌عمیق و b) عمیق
تغییرات میزان هدایت‌الکتریکی در چاههای عمیق و نیمه‌عمیق
با توجه به ارتباط مستقیم بین میزان هدایت‌الکتریکی و یون کلراید، نوسانات میزان EC در چاههای عمیق و نیمه‌عمیق تا حدودی مشابه میزان غلظت یون کلراید می‌باشد. همان‌طور که انتظار می‌رفت مقدار این پارامتر در اکثر چاههای نیمه‌عمیق در حال افزایش می‌باشد. اگرچه این روند افزایشی به‌دلیل تغذیه آبخوان نیمه‌عمیق توسط جبهه آب‌شیرین زیرزمینی ناشی از ارتفاعات کمتر می‌باشد و در برخی از چاه‌ها نظیر چاه شماره 33 خطی به‌نظر می‌رسد(شکل10).
همانند چاههای نیمه عمیق، در چاههای عمیق نیز میزان EC در دوره مورد بررسی در حال افزایش می‌باشد. اگرچه در برخی از چاههای عمیق مانند چاه شماره 21 این تغییرات خیلی محسوس نیست. روند نزولی هیدروگراف‌های مربوط به سفره‌های کم‌عمق و عمیق و در پی آن کاهش ذخیره آب شیرین در آنها، موجب برهم خوردن تعادل هیدرواستاتیک بین آب شیرین در بالا و آب‌شور و یا لب‌شور ناشی از لایه‌های پایینی در زیر شده‌است و نتیجه آن نفوذ آب‌شور به داخل سفره‌های آب شیرین است. این موضوع می‌تواند بی‌گمان دلیل برای افزایش میزان EC در چاههای عمیق و نیمه عمیق باشد.
شکل10. ارتباط بین یون کلر و میزان EC و تغییرات میزان EC در برخی از چاههای عمیق و نیمه‌عمیق
تیپ و رخساره آب چاههای عمیق و نیمه‌عمیق
به‌منظور بررسی کیفیت هیدروژئوشیمی آب چاههای عمیق و نیمه‌عمیق از نمودارهای استیف و پایپر استفاده شد. بر اساس نمودارهای استیف چاههای کم‌عمق انتخابی (شکل11)، رنج وسیعی از تیپ آب‌زیرزمینی در هر دو دوره 80-76 و 96-92 مشاهده می‌شود. تنوع تیپ‌آب در دشت مورد مطالعه با توجه به پراکندگی چاه‌ها و فاصله آنها از حاشیه ارتفاعات بدیهی به‌نظر می‌رسد.
شکل 11. نمودار استیف چاههای نیمه عمیق و عمیق دشت مورد مطالعه
با توجه به نمودار استیف چاه‌ها مورد بررسی، کاتیون منیزیم و آنیون بی‌کربنات یون‌های غالب آب‌زیرزمینی در دشت مورد مطالعه می‌باشد این موضوع نشان از گستردگی تشکیلات کربناته شاید از نوع دولومیتی در پهنه می‌باشد. علاوه بر این، مقایسه نمودارهای استیف چاههای نیمه‌عمیق در دو دوره 80-76 و 96-92 نشان از افزایش مواد جامد محلول در دوره جدید دارد (جدول4). علاوه بر این در برخی از چاه‌ها مانند چاه شماره 11 تیپ آب از بی‌کربنات منیزیک به سولفات منیزیک تغییر می‌کند. این مورد نشان از بدتر شدن کیفیت آب در این پهنه از دشت دارد. همچنین در حدود 60 درصد از چاههای مورد بررسی که بیشتر در میانه‌های درشت واقع شده‌اند میزان کل جامدات محلول افزایش یافته‌است. بیشترین تغییرات در چاههای 11، 16 و 17 می‌باشد.
با توجه به نمودار استیف چاههای عمیق (شکل11)، منشا واحدی را برای آب‌زیرزمینی عمیق دشت نمی‌توان در نظر داشت. همچنین برخلاف چاههای نیمه‌عمیق، تغییرات چندانی در شکل و اندازه چاههای عمیق در هر دو دوره 80-76 و 96-92 دیده نشده‌است. میزان کل جامدات محلول تنها در 40 درصد از چاه‌ها عمیق افزایش داشته است. اگرچه این افزایش در چاههای عمیق نسبت به چاههای نیمه عمیق ناچیز است.
جدول 4. تغییرات تیپ آب زیرزمینی به همراه کل جامدات محلول در چاه‌ها انتخابی در دو دوره جدید (80-76) و قدیم (96-92) | |||||||
چاههای نیمه عمیق | چاههای عمیق | ||||||
شماره چاه | دوره قدیم | دوره جدید | ΔTDS | شماره چاه | دوره قدیم | جدید | ΔTDS |
1 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 9/79- | 1 | Mg-Cl | Mg-Cl | 5/141- |
5 | Mg-HCO3 | Mg-SO4 | 1/67+ | 8 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 10- |
11 | Mg-HCO3 | Mg-SO4 | 2/1087+ | 16 | Na-Cl | Na-Cl | 2/142+ |
13 | Mg-Cl | Mg-Cl | 6/131+ | 17 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 2/92- |
16 | Mg-Cl | Mg-Cl | 2/1706+ | 21 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 5/59- |
17 | Mg-Cl | Mg-Cl | 6/966+ | 29 | Mg-Cl | Mg-Cl | 5/39+ |
22 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 156+ | 32 | Na-HCO3 | Na-HCO3 | 1/13+ |
25 | Mg-HCO3 | Mg-Cl | 8/229- | 38 | Mg-HCO3 | Mg-HCO3 | 8/78- |
30 | Mg-HCO3 | Ca-HCO3 | 111- | 41 | Na-HCO3 | Na-HCO3 | 8/82- |
33 | Mg-Cl | Mg-Cl | 6/69- | 48 | Na-HCO3 | Na-HCO3 | 5/168+ |
ΔTDS: میزان تغییرات کل جامدات محلول(TDS) در دو دوره قدیم و جدید، علامت منفی (-) بیانگر کاهش و علامت مثبت (+) بیانگر افزایش میزان TDS در دو دوره می‌باشد. | |||||||
به‌طورکلی رخساره‌های هیدروشیمیائی آب‌زیرزمینی معین‌کننده توده‌های آبی با ماهیت ژئوشیمی متفاوت می‌باشند. اساس طبقه‌بندی رخساره‌ها مقادیر کاتیون‌ها و آنیون‌های عمده (برحسب میلی‌اکی‌والان برلیتر) آب‌زیرزمینی می‌باشد(قره‌محمودلو و همکاران، 1399). در این تحقیق برای تعیین رخساره‌های هیدروشیمیائی از نمودار پایپر در دو دوره 80-76 و 96-92 استفاده‌شد (شکل bو a-12). براساس نمودار پایپر رخساره هیدروشیمیائی در هر دو دوره و برای هر دو چاه نیمه‌عمیق و عمیق از نوع شیرین و ترکیبی می‌باشند. همانند نمودارهای استیف، رخساره‌های مربوط به چاههای نیمه‌عمیق در دوره قدیم (80-76) و جدید (96-92) تغییرات قابل‌ملاحظه‌ای از خود نشان می‌دهند (شکل a -12). این تغییرات به‌سمت رخساره‌های ترکیبی و شور مزه می‌باشد. اما در چاههای عمیق تقریبا تمامی رخسارهای قدیم در دوره جدید نیز تکرار شده‌اند و تغییر خاصی در آنها دیده نمی‌شود. همانند چاههای نیمه عمیق این چاه‌ها نیز تمایل به رسیدن به رخساره‌های شورمزه را دارند. اگرچه مسیری را که چاههای عمیق برای رسیدن به رخساره‌های شورمزه دارند مسیر کوتاه‌تری می‌باشد.
نمودار شولر چاههای عمیق و نیمه‌عمیق
بر اساس نمودار شولر چاههای نیمه‌عمیق و عمیق دشت مورد مطالعه در بخش شرب در رده خوب تا قابل‌قبول می‌باشد. اگرچه برای قضاوت بهتر در مورد قابل شرب بودن آب‌های زیرزمینی دشت مورد مطالعه می‌بایست پارامترهای شیمیایی بیشتری (مانند نیترات، فلورید و ...) به همراه پارامترهای میکروبی بررسی شود. زیرا نمی‌توان تنها با داشتن غلظت آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی یک منبع آبی، در مورد قابلیت شرب آن تصمیم‌گیری کرد. همان‌طور که انتظار می‌رفت تغییرات کیفی آب در چاههای نیمه‌عمیق نسبت به چاههای نیمه عمیق به طور کامل مشهود می‌باشد (شکل d وc -12).
شکل 12. نمودارهای پایپر و شولر چاههای a و c) نیمه‌عمیق و b و d) عمیق دشت مورد مطالعه
نتیجه‌گیری
تحقیق حاضر به‌منظور بررسی تاثیر برداشت از چاههای عمیق و نیمه‌عمیق بر روی افت سطح‌ایستابی و برخی پارامترهای کیفی آب‌زیرزمینی دشت‌گرگان انجام شد. روند تغییرات بارندگی سالانه ایستگاه‌های هواشناسی منتخب در گستره دشت‌گرگان نشان داد، بارندگی متوسط سالانه در اکثر ایستگاه‌های هواشناسی در دوره مورد بررسی فاقد روند و یا دارای روند افزایشی جزئی است. نتایج این پژوهش با نتایج عربی‌جوانمرد و جعفری (1395) مطابقت دارد.
بررسی تغییرات سالانه حفر چاههای کم‌عمق و عمیق مجاز و غیرمجاز استان نشان از یک روند افزایشی در تعداد چاههای حفر شده در دشت‌گرگان و در پی آن افزایش حجم آب برداشت‌شده از اوایل دهه60 دارد. این موضوع با پژوهش مهری و همکاران (1394)، قائدی و آگاه (1397) و Sherif et al. (2021) همسو می‌باشد. اگرچه تعداد چاههای کم‌عمق غیرمجاز حفر شده همچنین حجم آب برداشت‌شده توسط آنها در این دوره 30 ساله به‌مراتب بیشتر از چاههای کم‌عمق مجاز است. باتوجه به ثابت بودن میزان متوسط بارندگی سالانه در دشت مورد مطالعه، حفر چاههای کم‌عمق و عمیق مجاز و غیرمجاز و در پی آن برداشت بیرویه از آبخوان‌های عمیق و نیمه‌عمیق را می‌توان عامل اصلی افت سطح آب‌های زیرزمینی در دشت مورد مطالعه دانست.
براساس مقادیرp-value آزمون T زوجی، بین اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی چاههای نیمه‌عمیق و عمیق در دو دوره قدیم و جدید اختلاف معنی‌داری مشاهده شد. اگرچه این تغییرات در چاههای نیمه‌عمیق بیشتر از چاههای عمیق می‌باشد. همچنین دو پارامترCl وNa که عامل اصلی شوری می‌باشد بیشترین تغییرات و پارامترpH کمترین تغییرات آماری را در این دو دوره داشته است.
بررسی روند تغییرات برخی از پارامترهای شیمیایی (نظیر EC و کلر) و همچنین نمودارهای هیدروژئوشیمیایی مربوط به آبخوان‌های دشت نشان از افزایش مواد جامد محلول و همچنین تغییر تیپ و رخساره‌های هیدروشیمیایی آب‌زیرزمینی در دوره جدید دارد. اگرچه روند تغییرات در آبخوان کم‌عمق شدیدتر می‌باشد. نتایج این تحقیق با پژوهش اکرامی و همکاران (1390)، چوبین و همکاران (1391)، صمدي و همکاران (1394)، دانشور و همکاران(2013) و Sherif et al. (2021) مطابقت دارد.
باتوجه به اینکه زنگ خطر نشست‌زمین و همچنین شورشدن آب‌های زیرزمینی در دشت‌گرگان به صدا در آمده‌است مجموعه فعالیت‌هایی مانند نبود صدور مجوز حفر چاه جدید برای اهداف مختلف در دشت مطالعه، اجرای دقیق طرح تعادل‌بخشی توسط شرکت آب منقه‌ای گلستان و اداره جهاد کشاورزی استان و تدوین برنامه‌ای ویژه برای فرهنگ‌سازی استفاده از آب به‌خصوص توسط کشاورزان و آشنایی آنها با خطرات ناشی از افت سطح آب‌زیرزمینی (مانند نشست‌زمین، شور شدن آب‌زیرزمینی و ...) می‌تواند کمک شایانی به حفظ و در صورت امکان بهبود وضعیت کنونی آبخوان‌های دشت گرگان کند.
منابع
آق اتابا، م. و تورانی، م.، 1397. لرزه‌زمین‌ساخت غرب استان گلستان، شرق ناحیه خزر جنوبی، فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 12(45)، 85-71. ##- اکرامی، م.، شریفی، ذ.، ملکینژاد، ح. و اختصاصی، م.ر.، 1390. بررسي روند تغييرات کيفي و کمي منابع آب زيرزميني دشت يزد-اردکان در دهه 88-1379. نشریه طلوع بهداشت، 10(33)، 91-82. ##- جهانشاهی‌نوکنده، ن. و کرمی، غ.، 1394. شناسایی نقاط بحرانی آب‌زیرزمینی در آبخوان دشت‌گرگان و ارائه راهکارهای رفع این بحران. دومین کنفرانس بین‌المللی محیط‌زیست و منابع طبیعی، شیراز. 6. ##- چوبین، ب. و ملکیان، آ.، 1392. رابطه بین تغییر سطح آب‌زیرزمینی و روند شور شدن آن (بررسی موردی: دشت‌آسپاس- استان فارس). مجله مدیریت بیابان، 1(1)، 26-13. ##- چوپانی، س. و دمی‌زاده، م.، 1393. بررسی پیامدهای ناشی از افت سطح آب‌زیرزمینی در دشت‌میناب. نخستین همایش منطقه‌ای دریا، توسعه و منابع آب مناطق‌ساحلی خلیج‌فارس.۲۰ اسفند، جهاد دانشگاهي هرمزگان، بندرعباس. 11. ##- حمیدی، ر.، صفری، ح. و روستایی، م.، 1400. بررسی عوامل ساختاری و غیرساختاری موثر بر فرونشست دشت گرگان- آق‌قلا- علی‌آباد با تلفیق نتایج روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری و اطلاعات زیرسطحی. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 15(60)،57-43. ##- روستائی، م.، روستائی، م.، زمانی، ب. و نعمتی، م.، 1394. بررسی وضعیت تنش نو زمین ساختی و ارائه مدل کینماتیکی در دشت‌گرگان، شمال خاوری ایران. نشریه علوم زمینی، 25(98)، 384-375. ##- زارعی، ع. و بهرامی، م.، 1395. بررسی تغییرات کمی و کیفی آب‌زیرزمینی دشت‌فسا- فارس (سال‌های 1387 الی 1392). نشریه مهندسی آبیاری و آب، 6(4) ، 113-103. ##- شیرازی، ا.، 1395. آموزش جامع نرم‌افزار آماری Minitab 16. انتشارات نوروزی، 305. ##- صمدي، ر.، رضایی، ح. و بهمنش، ج.، 1394. بررسی روند تغییرات تراز آب زیرزمینی (مطالعه موردي: دشت ارومیه). نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاك، 22(4)، 84-67. ##- قاسمی، م.، محمدخانی، ح. و یدالهی، ع.، 1386. چینه‌شناسی و زمین‌شناسی کواترنری دشت‌هیرکان (دشت‌گرگان). بیست و ششمین گردهمایی علوم‌زمین، وزارت صنایع و معادن تهران. 6 . ##- قائدی، س. و آگاه، س.، 1397. ارزیابی تاثیر عوامل طبیعی و انسانی بر تراز آب‌های زیرزمینی شهرستان داراب. مجله مخاطرات محیط طبیعی، 7(16)، 160-145. ##- قره‌محمودلو، م.، جندقی، ن. و صیادی، م. 1399. تکامل هیدروشیمیایی و کاهش کیفیت آب رودخانه گرگانرود. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، 55(44)، 145-129. ##- کاردان‌مقدم، ح. و بنی‌حبیب، ا.، 1396. بررسی اثرات زیست‌محیطی هجوم جبهه‌های آب‌شور به آبخوان‌های کویری (مطالعه موردی: استان خراسان‌جنوبی- آبخوان سرایان). نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 31(3)، 688-673. ##- عباسی‌مقدم، ح.ر.، 1397. اثر فیلتراسیون بستر رودخانه دوغ در کیفیت آب چاه فلمن کلاله. دانشگاه گنبدکاووس، پایان‌نامه ارشد. 89 . ##- عباس‌نژاد، ا. و شاهی‌دشت، ع.، 1392. بررسی آسیب‌پذیری دشت‌سیرجان با توجه به برداشت‌بی‌رویه از سفره آب‌زیرزمینی منطقه. فصلنامه جغرافیا و آمایش شهری- منطقه‌ای، 7، 96-85. ##- عربی‌جوانمرد، ز. و جعفری، ه.، 1395. بررسی نوسانات سطح‌ایستابی در آبخوان الشتر، بيستمين همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، 16 تا 18 شهریور ماه. دانشکده زمین‌شناسی دانشگاه تهران. تهران. ##- مهری س.، آل شیخ، ع. ا. و جوادزاده، ز.ا.، 1394. بررسی روند تغییرات کیفی و سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی در حوضۀ آبریز دریاچۀ ارومیه. نشریه اکوهیدرولوژی، 2(4)، 404-395. ##- نیک‌قوجق، ی.، 1395. گزارش بررسی وضعیت آبخوان‌های استان گلستان، شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان گلستان. 16. ##- Al-Naim, A.A., 2014. Effect of excess pumping on groundwater salinity and water level in Hail region of Saudi Arabia. Research Journal of Environmental Toxicology, 8(3), 124-135. ##-Bagheri, R., Nosrati, A., Jafari, H., Eggenkamp, H.G.M. and Mozafari, M., 2019. Overexploitation hazards and salinization risks in crucial declining aquifers, chemo-isotopic approaches. Journal of Hazardous Materials, 369, 150-163. ##- Daneshvar Vousoughi, F., Dinpashoh, Y., Aalami, M.T. and Jhajharia, D., 2013. Trend analysisof groundwater using non-parametric methods. Journal of Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27(3), 547-559. ##- Pophare, A.M., Lamsoge, B.R., Katpatal, Y.B. and Nawale, V.P., 2014. Impact of over-exploitation on groundwater quality: A case study from WR-2 Watershed, India. Journal of Earth System Science, 123(7), 1541-1566. ##- Rainer, H., Zimmermann, I. and Fleige, H., 2017. Longtime effects of deep groundwater extraction management on water table levels in surface aquifers, Journal of soils and sediments, 17(1), 133-143. ##- Sherif, M., Sefelnasr, A., Ebraheem, A.A., Al Mulla, M., Alzaabi, M. and Alghafli, K., 2021. Spatial and Temporal Changes of Groundwater Storage in the Quaternary Aquifer, UAE. Water, 13(6), 864. ##- Torkamanitombeki, H., Rahnamarad, J. and Saadatkhah, N., 2018. Groundwater chemical indices changed due to water-level decline, Minab Plain, Iran. Environmental Earth Sciences, 77(7),1-10. ##- Xiao, H., Tang, Y., Li, H., Zhang, L., Ngo-Duc, T., Chen, D. and Tang, Q., 2021. Saltwater intrusion into groundwater systems in the Mekong Delta and links to global change. Advances in Climate Change Research, 12(3), 342-352.##
Extraction Effect of Deep and Semi-Deep Wells on Water Table Decline and Groundwater Qaulity Parameters in Gorgan Plain
Pakdel, M. 1, G. Mahmoodlu, M.2 , Jandaghi, N. 2, Fathabadi, A.2 and Nick Ghojogh, Y.3
1. MSc in Watershed Management, Gonbad Kavous University, Gonbad, Iran
2. Assistant prof. at Department of water Eeengenring and Watershed, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Gonbad Kavous University
3. PhD student in hydrogeology, Shahid Beheshti University
Abstract
The present study was conducted to investigate the effect of increasing uncontrolled drilling of water wells and subsequent extraction of renewable capacity of Gorgan plain aquifer on the decrease in groundwater level and some water quality parameters in a specific period of 30 years. For this purpose, the trend of rainfall changes, drilling wells, groundwater level fluctuations, as well as some physicochemical parameters were investigated in the studied period. Data analysis of variance was used to investigate the statistical differences between quantitative and qualitative parameters. The annual changes in drilling of authorized and illegal wells in the province shows an increasing trend in the number of wells drilled in the Gorgan plain, followed by an increase in the volume of water extracted since the early 1981s. The results of statistical studies, histograms of annual changes in groundwater level of deep and semi-deep wells as well as hydrographs of deep and semi-deep aquifers studied show a reduction in groundwater level in both semi-deep and deep aquifers in the study period. Since the average annual rainfall in study period is almost constant, the drilling of shallow and deep wells followed by uncontrolled abstraction of deep and semi-deep aquifers is the most likely major factor in the decline of groundwater levels in the study plain. Based on the statistical results, a significant difference was observed between most of the physicochemical parameters of semi-deep and deep wells in the old and new periods. However, these changes are greater in semi-deep wells than in deep wells. Also, the two parameters Cl and Na, which are the main factors of water salinity, have the most changes. Hydrogeochemical diagrams of plain aquifers show an increase in soluble solids as well as changes in the type and hydrochemical facies of groundwater in the new period. However, the trend of changes in the shallow aquifer is more intense.
Keywords: Groundwater, Semi-deep and deep wells, Hydrogeochemistry, Gorgan plain, Rainfall
[1] * نویسنده مرتبط: m.g.mahmoodlu@gmail.com
[2] Anderson- Darling Test