ارزیابی و پهنه‌‌بندی آسیب‌پذیری آب‌‌های زیرزمینی با استفاده از روش‌‌های زمین آمار و GIS (مطالعه‌ی موردی: باغات انگور شهر ملایر)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه محیط‌‌زیست، دانشکده محیط‌‌زیست و منابع طبیعی دانشگاه ملایر، ایران

2 دکتری آمایش محیط‌‌زیست، دانشکده محیط‌‌زیست و منابع طبیعی دانشگاه ملایر، ایران

3 دانشجوی دکتری آلودگی محیط‌‌زیست، دانشکده محیط‌‌زیست و منابع طبیعی دانشگاه ملایر، ایران

چکیده

آب‌‌های زیرزمینی به عنوان بخش مهمی از آب‌‌های تجدید‌‌پذیر اکوسیستم به حساب می‌‌آیند. بنابراین، کاهش کیفیت آب‌‌های زیرزمینی خطری بزرگ در راه توسعه کشاورزی به خصوص در نواحی خشک و نیمه‌‌خشک است. کاربرد صحیح آفت‌‌کش‌‌ها در کشاورزی به طوری که موجب آلودگی آب‌‌های زیرزمینی نشود، مستلزم شناخت چگونگی انتقال این آلاینده‌‌ها به آب زیرزمینی و ارزیابی میزان آسیب‌‌پذیری آب‌‌های زیرزمینی از آلودگی آفت‌‌کش‌‌هاست. در این راستا در مطالعه حاضر آسیب‌‌پذیری آب‌‌های زیرزمینی از آفت‌‌کش‌‌ها در باغات انگور شهر ملایر، در سه سناریو آسیب‌‌پذیری در شرایط متعارف، نامتعارف و بهینه با استفاده از سه شاخص GUS, RF و AF ارزیابی شد. بدین منظور 9 آفت‌‌کشDiazinon, Malathion, Dursban Or Chlorpyrifos, Confidor Or Imidacloprid, Dimethoate, Linuron, Fenvalerate, Metsulfuron و Propargite مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین نقشه‌‌های پهنه‌‌بندی با استفاده از روش کریجینگ در نرم افزار GIS تهیه شد. در سناریوی اول، از مقادیر Koc و t1/2 متعارف آفت‌‌کش‌‌ها استفاده شد. همچنین آسیب‌‌پذیری در دو سناریوی دیگر به صورت، آسیب‌‌پذیری در بدترین شرایط و آسیب‌‌پذیری در بهترین شرایط ارزیابی شد. سپس با توجه به مقدار منطقه‌‌ای شاخص‌‌های مختلف، رتبه‌‌بندی آفت‌‌کش‌‌ها با روش برنامه‌‌ریزی مرکب انجام شد. در نهایت با تلفیق نتایج، آفت‌‌کش‌‌ها به سه گروه مناسب، متوسط و نامناسب تقسیم شدند. نتایج نشان داد که احتمال آسیب‌‌پذیری در قسمت‌‌های شمالی منطقه مورد مطالعه کم و قسمت جنوبی منطقه دارای بیشترین احتمال آسیب‌‌پذیری است. با توجه به شاخص GUS بیشتر مساحت منطقه از نظر آبشویی در کلاس بینابین قرار دارد. همچنین آفت‌‌کش‌‌های Fenvalerate, Linuron و Metsulfuron برای منطقه مطالعاتی مناسب ارزیابی شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation and Zoning of Groundwater Vulnerability by Using Geostatistics and GIS Methods (Case Study: Grapevine Gardens in Malayer City)

نویسندگان [English]

  • Mir Mehrdad Mirsanjari 1
  • fatemeh mohammadyari 2
  • Arezoo ‎ Soleimany 3
  • Masoud hatamimanesh 3
1 Assist. Profe. Department Environmental scieneces , Malayer University, Iran
2 Phd in Evaluation and Land Use Planning, Faculty of Natural Resources, Malayer University, Iran
3 Phd Student of Environmental Pollution, Faculty of Natural Resources, Malayer University, Iran
چکیده [English]

Groundwater is an important part of the ecosystems renewable water. Therefore, reducing groundwater quality is a major threat to agricultural development, especially in arid and semi-arid regions. Suitable application of pesticides in agriculture as not to contaminate groundwater, It requires understanding how these pollutants are transferred to groundwater and assessing the vulnerability of groundwater to pesticide contamination. In this regard, in the present study, the vulnerability of groundwater to pesticides in Malayer vineyards, was assessed in three scenarios of vulnerability in normal, unconventional and optimal conditions using three indicators: GUS, RF and AF. For this purpose, 9 pesticide, Diazinon, Malathion, Dursban Or Chlorpyrifos, Confidor Or Imidacloprid, Dimethoate, Linuron, Fenvalerate, Metsulfuron and Propargite Was studied. Also, zoning maps were prepared using kriging method in GIS software. In the first scenario, Koc and conventional t1/2 pesticide values were used. Also, vulnerability in the other two scenarios was assessed as vulnerability in the worst conditions and vulnerability in the best conditions.
Then, according to the regional values of different indicators, pesticides ranking was done by combined programming method. Finally, by combining the results, the pesticides were divided into three groups of suitable, intermediate and inappropriate. The results showed that the probability of vulnerability is low in the northern parts of the study area and the southern part has the highest probability of vulnerability. According to the GUS index, most of the area is in the middle class in terms of leaching. Also Fenvalerate, Linuron and Metsulfuron pesticides were evaluated suitable for study area.
 
 
Key words: Groundwater vulnerability, GIS, Pesticides ranking, Composite planning, Vineyard gardens
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater vulnerability
  • GIS
  • Pesticides ranking
  • Composite planning
  • Vineyard gardens
Abrishamchi, A.; Taheri Shahraeen, H. & Tajrishi, M. 2012. The vulnerability of groundwater from pesticides and their ranking and categorization. Water and Wastewater, 3: 16-27. (In Persian)
Aghdar, H.; Mohammadyari, F. & Bigmohammadi, F. 2017. Using of Decision-Making Model FAHP Buckley in Assessment and zoning of groundwater quality for drinking and agricultural Nine Cities ilam . Environmental Researches, 8 (15): 113-122. (In Persian)
Ahmadi Dastjerdi, M. & kermani, F. 2017. Groundwater Vulnerability Assessment of Tehran Province by DRASTIC Method. 4th International Conference on Environmental Planning and Management, Tehran, Faculty of Environment, University of Tehran. (In Persian)
Alizadeh, A. 2006. Principles of Applied Hydrology. Imam Reza University Press. (In Persian)
Bordbar, M.; Neshat, A.R. & Javadi, S. 2018. Assessment of vulnerability of Abkhoun coastal area of Ghareh Sou Gorganroud using GALDIT and SCATNIS method and optimize it with SPSA and GIS tools. Ecohydrology, 5 (2): 699-711. (In Persian)
Dehdarifar, M. & Salehipour, F. 2014. The effect of pesticides on the quality of surface and ground water. First National Conference on Agricultural Pollutants and Food Health, Challenges and Solutions, Ahvaz. Pp. 614-618. (In Persian)
Douglas, S. H.; Dixon, B. & Griffin, D. 2018. Assessing intrinsic and specific vulnerability models ability to indicate groundwater vulnerability to groups of similar pesticides: a comparative study. Physical Geography, 1-19.
Ebrahimi, H.; Neshat, A.R.; Javadi, S. & Aghamohammadi, H. 2018. DRASTIC method correction in groundwater vulnerability using SPSA and AHP methods. Ecohydrology, 5 (4):1191-1202. (In Persian).
Gustafson, D. I. 1989. Groundwater ubiquity score-a simple method for assessing pesticide leach ability. Environ. Toxicol Chem, 8: 339-357
Hassani, A.H.; Sayadi, M. & Jafari, S. 2012. Investigating the Effect of Agricultural Pesticides on the Quality of Drinking Wells in Shemiranat Villages. Water and Wastewater, 1, pp. 119-129. (In Persian)
Jozef, M. 2003. Laboratory methods of estimating the retardation factor of migrating mineral nitrogen compounds in shallow groundwater. Geol. Quart. 47 (1): 91–96.
Khan, M. A. & Liang, T. 1989. Mapping pesticide contamination potential. Environmental Management, 13 (2): 233-242.
Mirsanjari, M.M.; Mohammadyari, F.; Basiri, R. & Hamidi pour, F. 2017. Modeling quality parameters EC, SAR and TDS in groundwater using artificial neural network (case study: Mehran Plain and DEHLORAN). Journal of Human and Environment, 42: 1-12. (In Persian)
Mohammadyari, F.; Tavakoli, M. & Aghdar, H. 2016. Assessment and zoning of groundwater quality in agricultural areas of Mehran and Dehloran With geostatistical methods. Journal of Irrigation Sciences and Engineering. 39 (4): 71-83. (In Persian)
Mohammadyari, F.; Aghdar, H. & Basiri, R. 2017. Zoning groundwater quality for drinking using geostatistical methods(Case Study: Arid Regions MEHRAN and DEHLORAN). Scientific- Research Quarterly of Geographical Data, 101 (26): 199-208. (In Persian)
Momejian, N.; Najm, M. A.; Alameddine, I. & El-Fadel, M. 2019. Groundwater Vulnerability Modeling to Assess Seawater Intrusion: a Methodological Comparison with Geospatial Interpolation. Water Resources Management, 1-14
Neshat, A. & Pradhan, B. 2017. Evaluation of groundwater vulnerability to pollution using DRASTIC framework and GIS. Arabian Journal of Geosciences. 10(22): 501-519
Pourkhabbaz, H.; Aghdar, H. & Mohammadyari, F. 2017. Zoning groundwater quality for agriculture by classification WILCOX index (Case study: Qazvin plain). Geographic space, 58 (17): 111-129. (In Persian)
Rao, P. S. C. & Hornsby, A. G. 1989. Behavior of pesticides in soils and water, Institute of Food and
Agricultural Sciences, University of Florida, Soil Science Fact Sheet, SL-40.
Rao, P. S. C.; Hornsby, A. G. & Jessup, R. E. 1985. Indices for ranking the potential for pesticide contamination of groundwater. Proc., Soil Crop Sci. Soc., Florida 44, pp. 1-8.
Samey A.A. & Gang, C. A. 2008. GIS based DRASTIC Model for the assessment of groundwater vulnerability to pollution in West Mitidja: Blida City, Algeria. J Appl Sci. 3(7): 500–507.
UNESCO, 1987. Methodological guidelines for the integrated environmental evaluation of water resources development, UNEP/UNESCO Project FP/5201-85-01, Paris