نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد گروه محیط زیست ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
2 استادیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
3 دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
This study was conducted to monitor the current water quality of Beshar River by the Iranian Surface Water Quality Index (IRWQIsc). Monitoring of the river water quality was done based on sampling 12 stations along the river in October of 2021 as the period of water shortage and January of 2022 as the period of high water flow simultaneously with sampling two other stations (fish farm effluent and Yasuj wastewater treatment plant effluent) as the point source pollution entries. The results of zoning Beshar River based on IRWQIsc in the period of water scarcity showed a decrease in river water quality from the upstream to the downstream part. 41.66% of the upstream part of the river (Tang-e Tizab to Dehno) was in a relatively good condition, 8.34% of the river (entrance of Yasuj City) was in a good condition, 8.33% (middle part of the river in Shah Mokhtar Area) was in a relatively bad condition and 41.66% (downstream of the river) was in a moderate condition. Despite the increase in discharge and rainfall, no significant increase in water quality was observed in the high water flow period. In this period, 25% of the river (Tang-e Tizab, Tang-e Sorkh, and downstream of Qalat) was in a moderate condition and 75% of the river was in a relatively good condition based on IRWQIsc. Comparison of the flow rates and IRWQIsc indices showed that only during the high water flow period in the lower reaches of the river, the increased river discharge enhanced the river water quality , but no relationship between the river flow and the IRWQIsc was found at the upstream part of the river and in the period of water scarcity.
Keywords: Beshar River, IRWQIsc index, biological oxygen demand
Introduction
Water quantity and quality are of the most vital parts of each ecosystem that affect other parts. Therefore, evaluation of the quantity and quality of river water can indicate the status of water resources management in a watershed. Beshar River is one of the most important and water-rich rivers in Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad Province. It provides most of the water needed for drinking, industry, and agriculture, while being exposed to various pollutions. This study was conducted to monitor the current water quality of Beshar River by the Iranian Surface Water Quality Index (IRWQIsc).
Methodology
Monitoring of river water quality was done based on sampling 12 stations along the river from the upstream (Tang-e Tizab) to the downstream (Pataveh) parts in October of 2021 as the period of water shortage and January of 2022 as the period of high water flow simultaneously with sampling two other stations (fish farm effluent and Yasuj wastewater treatment plant effluent) as the point source pollution entries.
Discussion
The results of zoning Beshar River based on IRWQIsc in the period of water scarcity showed a decrease in the river water quality from the upstream to the downstream part. 41.66% of the river (upstream part of the river, Tang-e Tizab to Dehno) was in a relatively good condition, 8.34% of the river (entrance of Yasuj City) was in a good condition, 8.33% (middle part of the river in Shah Mokhtar Area) was in a relatively bad condition, and 41.66% (downstream of the river, Tange-Seriz to Pataveh) was in a moderate condition. Despite the increase in discharge and rainfall, no significant increase in water quality was observed in the high water flow period. In this period, 25% of the river (Tang-e Tizab, Tang-e Sorkh, and downstream part of Qalat) was in a moderate condition and 75% of it (Qalat, Dehno, entrance of Yasuj City, Shah Mokhtar to Pataveh) was in a relatively good condition based on IRWQIsc.
Conclusion
Comparison of the flow rates and IRWQIsc indices showed that the increased river discharge in the lower reaches of the river increased the river water quality only during the high water flow period, but at the upstream part of the river and in the period of water scarcity, no relationship was seen between the river flow and IRWQIsc. Proper exploitation of Tang-e Sorkh Dam upstream of Bashar River in the near future and determining and supplying the environmental flows of the river with regard to water quality, especially at its upstream part should be taken into consideration to keep the self-purification ability of the river.
References
- Abdullah, N. and Jain, S. (2020). Multi-index summer flow regime characterization to inform environmental flow contexts, A New England case study. Ecological Indicators (111):15-1.
- Kareem, S., Jaber, W., Al-Maliki, L., Al-Husseiny, R., Al-Mamoori, S. and Alansari, N. (2021). Water quality assessment and phosphorus effect using water quality indices: Euphrates River- Iraq as a case study. Groundwater for Sustainable Development (14): 1-10.
- Marselina, M.; Wibowo, F. and Mushfiroh, A. 2022. Water quality index assessment methods for surface water: A case study of the Citarum River in Indonesia. Heliyon (8): 1-10.
- Matta, G.; Nayak, A.; and Kumar, A. (2020). Water quality assessment using NSFWQI, OIP and multivariate techniques of Ganga River system, Uttarakhand, India. Applied Water Science 10: 1-12.
- Murali, K.; Meenakshi, M. and Uma, R. N. (2020). Surface water (wetlands) quality assessment in Coimbatore (India) based on national sanitation foundation water quality index (NSF WQI). 1st International Conference on Science, Engineering and Technology: 1-7.
- Nemati Varnosfaderany, M., Mirghaffary, N., Ebrahimi, E., and Sofyanian, A.R. (2009). Water quality assessment in an arid region using a water quality index. Journal of Water Science & Technology (60.9): 2319-2327.
Figures and Tables
- Fig. 1: Study area of Beshar River with locations of the point sources of pollution
- Fig. 2: Study area and locations of the sample stations along Beshar River
- Table 2: IRWQIsc indices and their weights (Water Resources Quality Index, 2013)
- Table 4: Classification of surface water qualities of Iran based on IRWQIsc (Water Resources Quality)
- Table 5: The measured variables of water quality for the sample stations along Beshar River during the low water flow period
- Table 6: The measured variables of water quality in the sample stations along Beshar River during the high water flow period
- Fig. 3: IRWQIsc index of the sample stations along Beshar River and effluents of the major sources of pollutants
- Fig. 4: Changes of IRWQIsc indices along Beshar River during the high and low water flow periods
- Fig. 5: The relationship between discharge and IRWQIsc index in the studied stations (numbers of the stations from the upstream to the downstream part of Beshar River from 1 to 12, respectively)
- Supplementary Table 1: Locations of the sample stations along Beshar River and their water qualities
- Supplementary Table 2: Water quality variables and their measuring methods (Rezvanipour and Razavi Dinani, 2014)
کلیدواژهها [English]
ازنظر کمی و کیفی آب، یکی از مهمترین و حیاتیترین بخشهای هر اکوسیستم است و همۀ جنبههای آن را تحتتأثیر قرار میدهد. کاهش مقدار جریان آب و کیفیت آن، اثرهای منفی مهمی بر اکوسیستم و زیستمندان آن دارند بنابراین رژیم جریان و تعیین کیفیت آب رودخانه یک عامل مهم تعیینکنندۀ سلامت و یکپارچگی رودخانه است (رزاقی رضائیه و همکاران 1397؛ Abdullah & Jain 2020). کیفیت آب رودخانه برحسب متغیرهای فیزیکی- شیمیایی و زیستی شناسایی میشود. عمدۀ مشکل پایش کیفیت رودخانه، تعداد زیاد متغیرهای اندازهگیریشده است. کیفیت آب منعکسکنندۀ ترکیب آبی است که تحتتأثیر عوامل مختلف ازجمله شرایط آبوهوایی، زمینشناسی، میزان رسوبگذاری و عوامل انسانی نظیر ورود انواع فاضلابهای شهری، صنعتی و کشاورزی، آبزیپروری، تفریح و سرگرمی قرار دارد. شناسایی و اندازهگیری این عوامل برای مدیریت منابع آب امری ضروری به حساب میآید (خلیفه و خوشنظر1397، قلیزاده و حیدری 1399).
شاخصهای کیفیت آب (WQI) یکی از بهترین و سادهترین راهها برای تعیین وضعیت و شرایط کیفیت آب است. نمونههای رایج این شاخصها عبارت است از: کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت (NSFWQI[1])، کیفیت آب محیطزیست شورای وزیران کانادا (CCME WQI[2])، کیفیت آب اورگان (OWQI[3]) و کیفیت آب وزنی (WAWQI[4]) که در بسیاری از پژوهشهای اخیر مثل Marselina et al. (2022) در رودخانۀ سیتاروم اندونزی، Matta et al. (2020) در رودخانۀ گنگ هند و Murali et al. (2020) در تالابهای کویمباتور هند بهمنظور تعیین وضعیت کیفیت آب استفاده شده است. شاخص کیفیت آبهای سطحی ایران (IRWQIsc [5]) یک شاخص تلفیقی از NSFWQI و [6]BCWQI است که از سوی سازمان حفاظت محیطزیست برای شرایط منابع آب سطحی ایران بومیسازی شده و وضعیت کیفیت آب را بهصورت کمی بررسی میکند (آقایی و همکاران 1399،Kareem et al. 2021). تاکنون پژوهشهای متعدد و زیادی در رابطه با ارزیابی کیفیت آبهای سطحی کشور با استفاده از شاخص کیفیت آبهای سطحی ایران (IRWQIsc) از زمان بومیشدن و قبل از آن شاخص کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت آمریکا (NSFWQI) انجام شده است. ارزیابی کیفیت آب با استفاده از شاخص کیفیت آب IRWQIsc و NSFWQI در منابع مختلف آبهای سطحی کشور ازجمله دریاچه (فئید و همکاران سال 1400 دریاچه نئور اردبیل)، مخزن سد (کرد تمینی و همکاران سال 1398 سد ماشکید سیستان و بلوچستان، طالبی و پرویشی سال 1398 سد ارس ارومیه و کریمیان و همکاران سال 1399 سد گاران مریوان)، تالاب (صمدی سال 1394 تالاب چغاخور چهارمحال بختیاری و سلیمانی و سبزعلیپور سال 1399 تالاب ناصری)، مخزن تأمین آب (میری سال 1395 آب چاه نیمههای سیستان و بلوچستان) و رودخانههای مهم کشور (Nemati Varnosfaderany et al. 2009 روخانۀ زایندهرود، صادقی و همکاران سال 1394 رودخانۀ زرین گل گلستان، میرزایی و همکاران سال 1395 رودخانههای استان بوشهر، شکوهی و مدبری سال 1397 رودخانه پسیخان گیلان، آقایی و همکاران سال 1398 رودخانۀ چهل چای گلستان و خلیلی و همکاران سال 1399 رودخانۀ گرمارود آمل) انجام شده است.
رودخانۀ بشار، یکی از مهمترین و پرآبترین رودخانههای دائمی استان کهگیلویه و بویراحمد است و بخش عمدهای از آب موردنیاز را برای مصارف شرب، صنعت و کشاورزی این استان فراهم میکند. سد تنگ سرخ قرار است که در محدودۀ استان فارس و در بالادست رودخانۀ بشار استان کهگیلویه و بویراحمد احداث شود (شکل 1). منابع آلایندۀ نقطهای زیادی، کیفیت رودخانۀ بشار را تحتتأثیر قرار میدهد که به تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج، کارگاههای پرورش ماهی، کارگاههای سنگشکن و مراکز تفریحی اشاره میشود که در شکل (1) دیده میشود. تاکنون پژوهشی دربارۀ کیفیت آب رودخانۀ بشار با استفاده از شاخص IRWQIsc گزارش نشده است؛ بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی وضعیت موجود کیفیت آب رودخانۀ بشار و منابع آلودگی نقطهای عمدۀ آن با استفاده از شاخص IRWQIsc انجام شد.
2-1. معرفی منطقۀ موردمطالعه
رودخانۀ بشار، یکی از سرشاخههای رودخانۀ خرسان است که در شهرستان بویراحمد و قسمتی از شهرستان اردکان جریان دارد و مهمترین منبع آب جاری شهرستان بویراحمد ازجمله شهر یاسوج است (شکل 1). رودخانۀ بشار با مختصات جغرافیایی 51 درجه و 20 دقیقه تا 51 درجه و 48 دقیقه طول شرقی و 30 درجه و 18 دقیقه تا 30 درجه و 52 دقیقه عرض شمالی آبهای سرشاخههای فرعی را جمعآوری کرده، با دریافت شاخۀ فرعی شبلیز به رودخانۀ بزرگ ماربر محلق شده، رودخانۀ خرسان را تشکیل داده و درنهایت با طیکردن مسافت 190 کیلومتر به کارون پیوسته است. اولین شاخۀ این رودخانه از شمال غربی شهر اردکان، مرکز شهرستان سپیدان، استان فارس سرچشمه میگیرد و در طول مسیر از شهرهای یاسوج و دنا عبور کرده و سرشاخههای خرمناز، مهریان، گنجه، کریک و کبگیان را دریافت میکند. رودخانۀ بشار در محدودۀ مطالعاتی یاسوج با مساحت 6/2312 کیلومتر مربع جریان دارد که حوضهای بسیار کوهستانی و مرتفع است. این حوضه، رژیم برفی، بارانی و دائمی دارد. متوسط بارش سالیانه 907 میلیمتر و میانگین دمای منطقه 1/27 درجۀ سلسیوس است. بیش از 95 درصد پوشش حوضۀ آبخیز بشار درختان بلوط ایرانی است و کمتر از 5 درصد را درختان بنه و درختچههای بومی مثل بادام تشکیل میدهد. با توجه به موقعیت رودخانه (عبور آن از شهر یاسوج و همچنین وضعیت اقلیمی) تقاضای آب برای صنعت، کشاورزی و شرب در طول مسیر زیاد است و از این نظر بهخصوص کشاورزی، که دارای 8 درصد کشت آبی و 39 درصد کشت دیم در حوضۀ رودخانه است، بسیار موردتوجه قرار دارد (سازمان مدیریت و برنامهریزی استان کهگیلویه و بویراحمد 1399)؛ همچنین با عبور از شهر یاسوج در مسیر آلودگیهای نقطهای ازجمله کارگاههای پرورش ماهی، تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج، کارگاههای سنگشکن، مراکز تفریحی و روستاهای اطراف قرار گرفته و این عوامل باعث شده است تا وضعیت طبیعی رودخانه در این نواحی دستخوش تغییر شود و کیفیت رودخانه تحتتأثیر قرار گیرد.
شکل (1) محدودۀ مطالعاتی رودخانۀ بشار و موقعیت منابع آلایندۀ نقطهای
Figure (1) The Beshar River study area with point sources pollution locations
2-2. نمونهبرداری
با توجه به اطلاعات مکانی و با هدف بررسی کیفیت آب رودخانۀ بشار در شرایط کمآبی و پرآبی از بالادست تا پاییندست، 12 ایستگاه نمونهبرداری برای پایش وضعیت موجود کیفیت آب رودخانه و همچنین 2 ایستگاه شامل خروجی پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج و کانال پرورش ماهی بند قلات، که در پاییندست ایستگاه هیدرومتری قلات قرار داشت، برای مشخصشدن کمیت و کیفیت منابع آلایندۀ اصلی ورودی به رودخانۀ بشار نمونهبرداری شد. در شکل (1) محدودۀ موردمطالعه و نقاط آلایندۀ رودخانۀ بشار مشاهده میشود که این نقاط کیفیت آب رودخانۀ بشار را تحتتأثیر قرار میدهد. در جدول (1) و شکل (2) موقعیت ایستگاههای نمونهبرداری مشاهده میشود. برای دورۀ کمآبی در تاریخ 2/7/1400 و دورۀ پرآبی در تاریخ 18/10/1400 نمونهبرداری انجام شد. علاوه بر اندازهگیری برخی متغیرهای کیفیت آب (هدایت الکتریکی[7]، pH[8]، دما، کدورت و اکسیژن محلول) در محل با استفاده از الکترودهای قابلحمل، پس از نمونهبرداری نمونهها در ظروف یک لیتری پلاستیکی به آزمایشگاه مرکزی دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان برای اندازهگیری دیگر متغیرهای کیفیت آب موردنیاز شاخص IRWQISC منتقل شد. دیگر متغیرهای کیفیت آب شامل کلیفرم مدفوعی[9]، جامدات معلق کل[10]، اکسیژنخواهی شیمیایی[11]، اکسیژنخواهی زیستی[12]، نیترات، فسفات، سختی کل و آمونیوم در آزمایشگاه مطابق روشهای استاندارد موجود در کتاب تجزیۀ شیمایی آب و خاک، سنجش و اندازهگیری شد (رضوانی پور و رضوی دینانی 1393). با توجه به اهمیت محدودیت زمان نگهداری نمونه برای اندازهگیری میزان کلیفرم مدفوعی در نمونههای آب و پساب (حداکثر 24 ساعت در دمای کمتر از 4 درجه سانتیگراد)، اندازهگیری این متغیرها در 20 نمونۀ برداشتشده در ظروف شیشهای استریل 250 میلی لیتری مربوط به دو دورۀ کمآبی و پرآبی، در شهر یاسوج با آزمایشگاه شرکت آب و فاضلاب انجام شد.
اندازهگیری دبی ایستگاههای نمونهبرداری از روش جزء مقطع با استفاده از سرعتسنج (مولینه) انجام شد. برای اندازهگیری سرعت ابتدا از عرض رودخانه عبور کرد؛ چون عمق و سرعت آب کم بود، یک طناب به دو طرف ساحل رودخانه بسته شد؛ بهگونهای که به شکل افقی درآمد. این مسیر طیشده مستقیم و عمود بر جهت جریان بود. با استفاده از میلۀ سرعتسنج که بهطور کامل قائم نگه داشته شده و محور پروانه که عمود بر جهت جریان بود، تعداد دور در ثانیه در عمق 60 درصد هر نقطه قرائت شد. در دورۀ پرآبی رودخانه، برای برداشت دبی از تلۀ فریک موجود در ایستگاههای هیدرومتری استفاده شد. درنهایت دبی با استفاده از رابطۀ زیر محاسبه شد.
Q =
که در آن Si مساحت مقطع جزئی، Vi سرعت میانگین و n تعداد کل مقاطع است.
شکل (2) محدودۀ مطالعاتی و موقعیت ایستگاههای نمونهبرداری در رودخانۀ بشار
Figure (2) Study area and location of sampling station in the Beshar River
2-3. محاسبۀ شاخص کیفیت آب
شاخص کیفیت IRWQIsc بهعنوان یک شاخص کیفی برای آبهای سطحی ایران به کار میرود. مراحل انجام کار به این صورت است که ابتدا غلظت متغیرهای اصلی و مورداستفاده برای اندازهگیری شاخص کیفیت منابع آبهای سطحی ایران (IRWQIsc) که در جدول (1) آورده شده است، با استانداردهای موجود اندازهگیری شد و بعد از محاسبه، این متغیرها بهعنوان ورودی شاخص IRWQIsc انتخاب و به هر متغیر یک وزن مطابق جدول (2) اختصاص داده شد. در ادامه، با استفاده از منحنیهای رتبهبندی، غلظت هر متغیر تبدیل به عدد شاخص آن متغیر و درنهایت مقدار شاخص IRWQIsc براساس روابط 1 و 2 تعیین شد. جدول (2) نشاندهندۀ روش اندازهگیری و دستگاههای لازم برای متغیرهای موردنیاز شاخص IRWQIsc است. جدول (1) حاکی از وزن متغیرهای موردنیاز و جدول (2) طبقهبندی کیفیت آب براساس شاخص IRWQIsc است.
جدول (1) متغیرهای شاخص IRWQIsc و وزن آنها (شاخص کیفیت منابع آب کشور 1392)
Table (1) IRWQIsc index variables and their weight (Water Resources Quality Index 2013)
|
متغیر |
وزن |
متغیر |
وزن |
متغیر |
وزن |
|
کلیفرم مدفوعی |
140/0 |
آمونیوم |
090/0 |
COD |
093/0 |
|
BOD5 |
117/0 |
فسفات |
087/0 |
هدایت الکتریکی |
096/0 |
|
نیترات |
108/0 |
کدورت |
62/0 |
pH |
051/0 |
|
اکسیژن محلول |
97/0 |
سختی کل |
059/0 |
|
|
IRWQIsc =( (1/)y) رابطۀ 1:
y= رابطۀ 2:
در رابطۀ 2 wiوزن متغیر iام، n تعداد متغیرها، Iiمقدار شاخص برای متغیرهای iام از منحنی رتبهبندی و y جمع وزن متغیرهاست.
جدول (2) طبقهبندی کیفیت آبهای سطحی ایران براساس شاخص IRWQIsc (شاخص کیفیت منابع آب کشور 1392)
Table (4) Classification of surface water quality of Iran based on IRWQIsc (Water Resources Quality Index 2013)
|
مقدار شاخص |
معادل توصیفی |
مقدار شاخص |
معادل توصیفی |
مقدار شاخص |
معادل توصیفی |
|
کمتر از 15 |
خیلی بد |
55-45 |
متوسط |
بیشتر از 85 |
بسیار خوب |
|
9/29-15 |
بد |
70-1/55 |
بهنسبت خوب |
|
|
|
9/44-30 |
بهنسبت بد |
85-1/70 |
خوب |
|
|
بهمنظور تعیین کیفیت آب رودخانۀ بشار، محاسبۀ شاخص کیفیت IRWQIsc در 12 ایستگاه انتخابی در طول رودخانه (از بالادست تنگ تیزاب تا پاییندست پاتاوه) با استفاده از دادههای حاصل از پایش 11 متغیر ذکرشده در دو دورۀ کمآبی و پرآبی صورت گرفت؛ همچنین 2 ایستگاه آلودگی نقطهای (شامل کانال خروجی یک مجموعۀ پرورش ماهی و کانال خروجی پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج) برای بررسی میزان ورود آلودگیها به رودخانه از منابع آلاینده اندازهگیری شد. نتایج حاصل از اندازهگیری متغیرهای کیفیت آب ایستگاههای نمونهبرداری در دو دورۀ کمآبی و پرآبی بهترتیب در جداول (3) و (4) دیده میشود.
نتایج بهدستآمده نشاندهندۀ آن بود که مقدار متغیرهای هدایت الکتریکی، pH، اکسیژن اشباع (DO)، سختی کل، کلیفرم مدفوعی و کدورت در همۀ ایستگاههای موردمطالعه با استاندارد کیفیت آبهای ایران (1392) تطابق داشته است و برای تمامی مصارف استفاده میشود. مقادیر متغیرهای BOD5، COD، نیترات، فسفات و آمونیوم در بیشتر ایستگاههای موردمطالعه در رودخانۀ بشار تنها بیشتر از حد استاندار کاربری شرب است و از این نظر برای مصرف شرب بدون تصفیه محدودیت دارند.
جدول (3) متغیرهای اندازهگیریشدۀ کیفیت آب ایستگاههای نمونهبرداری رودخانۀ بشار در دورۀ کمآبی
Table (3) Measured variables of water quality in Beshar river sampling stations during low water flow period
|
ایستگاه |
کلیفرم مدفوعی MPN/100ml |
دما (○C) |
pH |
EC (µS cm-1) |
PO4 (mg L-1) |
COD (mg L-1) |
BOD5 (mg L-1) |
سختی کل (mg L-1) |
کدورت |
NH3 (mg L-1) |
NO3 (mg L-1) |
DO (درصد اشباع) |
|
تنگ تیزاب |
18 |
5/15 |
43/8 |
285 |
027/0 |
34/11 |
9/9 |
71/191 |
9/0 |
2/1 |
24/2 |
5/102 |
|
تنگ سرخ |
21 |
2/18 |
62/8 |
360 |
022/0 |
34/34 |
76/11 |
71/191 |
9/0 |
82/1 |
79/0 |
100 |
|
قلات (ایستگاه هیدرومتری) |
26 |
9/17 |
9/7 |
318 |
065/0 |
01/12 |
62/10 |
53/171 |
73/2 |
66/2 |
92/2 |
5/107 |
|
کانال پرورش ماهی بند قلات |
6/15 |
93/7 |
337 |
219/0 |
67/20 |
67/20 |
04/11 |
5/6 |
63/2 |
7/0 |
09/3 |
93 |
|
پاییندست بند قلات |
26 |
9/15 |
93/7 |
342 |
059/0 |
34/24 |
3/15 |
63/183 |
07/3 |
12/1 |
02/3 |
5/89 |
|
دهنو |
11 |
2/18 |
32/8 |
336 |
090/0 |
51/27 |
98/10 |
62/181 |
9/0 |
7/0 |
69/2 |
7/103 |
|
بالادست شهر یاسوج |
32 |
1/17 |
18/8 |
342 |
036/0 |
34/6 |
18/4 |
54/173 |
71/3 |
98/0 |
81/2 |
9/108 |
|
تصفیهخانه |
1/22 |
45/7 |
1130 |
93/8 |
34/86 |
34/86 |
52/41 |
28 |
86/8 |
24/37 |
2/16 |
5/71 |
|
شاه مختار (ایستگاه هیدرومتری) |
26 |
3/19 |
93/7 |
490 |
29/1 |
67/32 |
13/26 |
08/234 |
82/3 |
82/1 |
46/14 |
2/97 |
|
تنگ سریز |
26 |
5/15 |
23/8 |
494 |
174/0 |
67/12 |
22/11 |
46/276 |
92/3 |
4/1 |
50/13 |
90 |
|
پل ده برآفتاب |
17 |
4/19 |
11/8 |
466 |
128/0 |
01/12 |
59/10 |
16/242 |
61/4 |
26/1 |
06/12 |
110 |
|
بالادست کبگیان |
26 |
8/20 |
2/8 |
517 |
083/0 |
78/15 |
01/5 |
03/228 |
02/7 |
76/4 |
86/8 |
1/134 |
|
پاییندست کبگیان |
22 |
8/20 |
7/8 |
523 |
081/0 |
01/9 |
10/8 |
10/236 |
22/3 |
54/1 |
09/6 |
120 |
|
پاتاوه (ایستگاه هیدرومتری) |
21 |
3/18 |
01/8 |
562 |
029/0 |
48/12 |
51/9 |
48/278 |
07/3 |
9/4 |
02/6 |
111 |
|
حداقل |
17 |
5/15 |
45/7 |
285 |
022/0 |
01/5 |
18/4 |
53/171 |
9/0 |
7/0 |
79/0 |
90 |
|
حداکثر |
32 |
8/20 |
62/8 |
562 |
29/1 |
34/34 |
52/41 |
48/278 |
02/7 |
9/4 |
46/14 |
1/134 |
|
میانگین |
3/23 |
07/18 |
13/8 |
58/419 |
17/0 |
39/16 |
69/12 |
75/215 |
15/3 |
08/2 |
29/6 |
2/106 |
|
ضریب تغییرات |
56/5 |
72/6 |
28/0 |
84/204 |
27/2 |
17/20 |
46/8 |
59/36 |
15/2 |
16/9 |
48/4 |
41/14 |
با توجه به طبقهبندی آبهای سطحی ایران براساس شاخص IRWQIsc (جدول 2)، در دورۀ کمآبی از بالادست رودخانۀ ایستگاههای تنگ تیزآب تا دهنو ازنظر کیفیت آب در طبقۀ بهنسبت خوب قرار دارد و ورودی شهر یاسوج (بیمارستان) در وضعیت خوب قرار گرفته است (شکل 3 و 4). متغیرهای BOD5، آمونیوم، نیترات، COD و فسفات شاخص کیفیت IRWQIsc را کاهش داده و در طبقۀ بهنسبت خوب و خوب قرار داده است. در پاییندست رودخانۀ بشار ایستگاه شاه مختار در طبقهبندی بهنسبت بد قرار داشته و درنهایت ایستگاههای تنگ سریز تا پاتاوه شاخص کیفیت IRWQIsc متوسط است. در همۀ ایستگاهها متغیرهای BOD5، آمونیوم، نیترات، COD و فسفات باعث افت شاخص IRWQIsc شده است.
جدول (4) متغیرهای اندازهگیریشدۀ کیفیت آب در ایستگاههای نمونهبرداری رودخانۀ بشار در دورۀ پرآبی
Table (6) Measured variables of water quality in Beshar river sampling stations during the high water flow period
|
کلیفرم مدفوعی MPN/100ml |
دما (○C) |
pH |
EC (µS cm-1) |
PO4 (mg L-1) |
COD (mg L-1) |
BOD5 (mg L-1) |
سختی کل (mg L-1) |
کدورت |
NH3 (mg L-1) |
NO3 (mg L-1) |
DO (درصد اشباع) |
|
|
تنگ تیزاب |
9 |
7 |
33/8 |
377 |
05/0 |
20/6 |
5/4 |
13/127 |
55 |
55/0 |
38/3 |
4/71 |
|
تنگ سرخ |
17 |
7/7 |
8 |
475 |
04/0 |
01/8 |
5/6 |
12/125 |
9/4 |
84/0 |
45/3 |
5/73 |
|
قلات(ایستگاه هیدرومتری) |
22 |
5/8 |
12/8 |
299 |
04/0 |
10/12 |
1/8 |
81/90 |
6 |
7/0 |
46/3 |
4/91 |
|
کانال پرورش ماهی بند قلات |
17 |
2/8 |
69/8 |
386 |
01/0 |
40/13 |
79/9 |
37/153 |
81/4 |
84/0 |
79/3 |
8/87 |
|
پاییندست بند قلات |
33 |
8 |
6/8 |
385 |
02/0 |
30/12 |
7/9 |
90/100 |
8 |
84/0 |
77/3 |
2/85 |
|
دهنو |
21 |
7 |
58/8 |
369 |
03/0 |
50/12 |
2/8 |
17/131 |
72/4 |
98/0 |
74/3 |
7/86 |
|
بالادست شهر یاسوج |
47 |
1/7 |
19/8 |
381 |
03/0 |
20/11 |
47/8 |
99/110 |
39/5 |
56/0 |
59/2 |
6/81 |
|
تصفیهخانه |
30 |
1/10 |
57/7 |
1002 |
50/11 |
34/51 |
04/41 |
944/217 |
1/26 |
5/38 |
12 |
3/38 |
|
شاه مختار (ایستگاه هیدرومتری) |
17 |
4/10 |
85/7 |
391 |
15/0 |
30/15 |
5/8 |
99/110 |
01/6 |
84/0 |
56/4 |
3/87 |
|
تنگ سریز |
34 |
9/9 |
33/8 |
427 |
14/0 |
30/15 |
37/9 |
28/143 |
44/7 |
84/0 |
17/4 |
6/80 |
|
پل ده برآفتاب |
26 |
5/9 |
04/8 |
438 |
18/0 |
34/15 |
54/9 |
20/135 |
36 |
4/1 |
02/4 |
2/83 |
|
بالادست کبگیان |
33 |
4/9 |
19/8 |
520 |
12/0 |
01/10 |
96/9 |
60/179 |
9 |
7/0 |
35/4 |
9/87 |
|
پاییندست کبگیان |
2/8 |
4/10 |
17/8 |
496 |
08/0 |
34/10 |
84/9 |
17/131 |
77/5 |
84/0 |
30/4 |
5/85 |
|
پاتاوه (ایستگاه هیدرومتری) |
32 |
7/10 |
16/8 |
498 |
05/0 |
34/12 |
96/9 |
40/157 |
2/66 |
7/0 |
60/5 |
76 |
|
حداقل |
2/8 |
7 |
57/7 |
299 |
02/0 |
2/6 |
5/4 |
9/100 |
72/4 |
7/0 |
38/3 |
6/80 |
|
حداکثر |
47 |
7/10 |
69/8 |
520 |
18/0 |
34/51 |
04/41 |
60/179 |
2/66 |
4/1 |
60/5 |
4/91 |
|
میانگین |
32/27 |
76/7 |
20/8 |
33/421 |
89/0 |
48/10 |
95/10 |
79/136 |
52/17 |
51/3 |
12/4 |
74/79 |
|
ضریب تغییرات |
29/10 |
36/1 |
25/0 |
18/63 |
94/2 |
69/14 |
47/8 |
83/31 |
80/19 |
70/9 |
68/0 |
79/12 |
افت شاخص کیفیت IRWQIsc در ایستگاه شاه مختار ناشی از متغیرهای BOD5، نیترات، COD، فسفات و آمونیوم است که به دلیل تخلیۀ پساب تصفیهشدۀ تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج در بالادست این ایستگاه است. در ایستگاههای تنگ سریز تا پاتاوه علاوه بر متغیرهای BOD5 و آمونیوم، نیترات شاخص کیفیت IRWQIsc را پایین نگه داشته است. در پاییندست رودخانه با وجود اضافهشدن سرشاخههای فرعی (مهریان، گنجهای و کریک و کبگیان) و افزایش جریان آب، شاخص کیفیت آب IRWQIsc در دورۀ کمآبی افزایش نیافته است. به عبارت دیگر، پیشبینی میشد، با افزایش دبی ناشی از شاخههای فرعی و اثر رقیقکنندگی آب در کاهش غلظت آلایندهها، کیفیت آب بهبود یابد؛ ولی اینگونه نبود.
پژوهشهای قبلی نیز نشاندهندۀ آن است که علت کاهش کیفیت آب رودخانۀ بشار در پاییندست، قرارگرفتن شهر یاسوج در مسیر رودخانه است که بار آلودگی بیشتری را به پاییندست رودخانه تحمیل میکند و همچنین افزایش واحدهای صنعتی و مناطق تفریحی، افزایش روستاهای حاشیۀ رودخانه و مهمتر از همه خروجی پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج در بالادست ایستگاه شاه مختار و افزایش پساب زمینهای کشاورزی است. در پژوهش خلیلی و همکاران (1398) با بررسی کیفیت رودخانه با استفاده شاخص کیفیت آب کانادا (CCME WQI) یکی از دلایل کاهش کیفیت رودخانه در پاییندست، پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج معرفی شده است که با نتایج این پژوهش همخوانی دارد؛ همچنین بوستانی و گوهرگانی (1393) با بررسی کیفیت رودخانۀ بشار با استفاده از مدل QUAL2K مشخص کردند که رودخانه در پاییندست و بعد از ایستگاه شاه مختار به بدترین حالت خود رسیده است و دلایل کاهش کیفیت را زهابهای کشاورزی، حوضچههای پرورش ماهی، پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج و کارگاههای سنگشکن معرفی کردهاند. نجیبزاده و همکاران (1396) نیز با بررسی منابع آلودهکنندۀ رودخانۀ بشار علت کاهش کیفیت رودخانۀ بشار را پساب فاضلاب شهری، کارگاههای سنگشکن، پسابهای کارگاههای پرورش ماهی و زهابهای کشاورزی بیان کردند که با پژوهش حاضر همخوانی دارد.
بالادست رودخانه در دورۀ پرآبی از ایستگاههای تنگ تیزآب، تنگ سرخ و پایینتر از قلات کیفیت متوسط دارد که در مقایسه با دورۀ کمآبی شاخص کیفیت آب رودخانه در این ایستگاهها کاهش پیدا کرده است. علت افت شاخص کیفیت آب در 3 ایستگاه فوق در دورۀ پرآبی مقدار BOD5، آمونیوم، نیترات، کدورت و اکسیژن اشباع است. در ایستگاههای قلات، دهنو و ورودی شهر یاسوج کیفیت رودخانه در وضعیت بهنسبت خوب قرار دارد که در مقایسه با دورۀ کمآبی با توجه به افزایش دبی رودخانه در بالادست شاخص کیفیت IRWQIsc افزایش نداشته است. در پاییندست رودخانه در ایستگاه شاه مختار تا پاتاوه شاخص کیفیت IRWQIsc در وضعیت بهنسبت خوب قرار دارد که در مقایسه با دورۀ کمآبی کیفیت آب رودخانه از سطح بهنسبت بد به سطح بهنسبت خوب رسیده است. به نظر میرسد، اثر رقیقکنندگی آب در کاهش غلظت آلایندهها در ایستگاه شاه مختار، که دریافتکنندۀ پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج است، در دورۀ پرآبی مؤثر بوده و افزایش دبی رودخانه ناشی از شاخۀ فرعی تنگ مهریان باعث بهبود کیفیت آب از طبقۀ بهنسبت بد به طبقۀ بهنسبت خوب شده است؛ ولی در ایستگاههای پاییندست شاه مختار با وجود اضافهشدن سرشاخههای فرعی دیگر شامل گنجهای، کریک و کبگیان به رودخانۀ بشار و افزایش جریان آب، شاخص کیفیت در طبقۀ بهنسبت خوب باقی مانده است (شکل 4 و3). علت نرسیدن شاخص کیفیت IRWQIsc به طبقۀ خوب و بسیار خوب (جدول 2) در ایستگاههای پاییندست در دورۀ پرآبی اغلب مقادیر متغیرهای BOD5، آمونیوم، نیترات، کدورت، فسفات و COD و اکسیژن اشباع بوده که به علت تخلیۀ فاضلاب روستاهای حاشیۀ رودخانه، تخلیۀ پساب کارگاههایپرورش ماهی و شستوشوی زمینهای کشاورزی در اثر بارندگی است.
شکل (3) شاخص IRWQIscدر ایستگاههای رودخانۀ بشار و پساب خروجی منابع عمدۀ آلاینده
Figure (3) IRWQIsc index in Beshar river stations and effluent of major sources of pollutants
|
|
|
شکل (4) تغییرات شاخص IRWQIsc در طول رودخانۀ بشار در پرآبی و کمآبی
Figure (4) IRWQIsc index changes along the Beshar River during the high and low water flow periods
بهطور کلی شاخص کیفیت IRWQIsc در دورۀ پرآبی نسبت به دورۀ کمآبی در بالادست کاهش پیدا کرده است؛ اما در پاییندست رودخانه، شاخص بهنسبت افزایش داشته است. در بالادست رودخانه با وجود افزایش دبی در دورۀ پرآبی، رودخانه افزایش کیفیت نداشته و این کاهش کیفیت ناشی از روانابهای حاصل از بارندگی، شستوشوی زمینهای کشاورزی و فاضلابهای روستاهای حاشیه رودخانه است که بار آلودگی را به بالادست تحمیل میکند و شاخص کیفیت آب IRWQIscرا کاهش میدهد. در پژوهش آقایی و همکاران (1398) در بررسی کیفیت رودخانۀ چهل چای و همچنین پژوهش شکوهی و مدبری (1394) در ارزیابی کیفیت رودخانۀ پسیخان با استفاده از شاخص IRWQIsc مشخص شد که کیفیت آب رودخانه در فصل پرآبی رودخانه، بهتر از کیفیت در فصل کمآبی رودخانه است که با نتایج پژوهش حاضر بهویژه در بالادست رودخانۀ بشار همخوانی ندارد. بهاحتمال، شستشویی زمینها در بالادست رودخانه در اثر بارندگی باعث افزایش بار مواد زائد اکسیژنخواه ورودی به رودخانه و درنهایت کاهش کیفیت آب با وجود افزایش دبی شده است. تنها نتایج حاصل در ایستگاههای میانی (بهویژه ایستگاه شاه مختار که در پاییندست محل تخلیۀ پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج قرار گرفته) و پاییندست رودخانۀ بشار افزایش نسبی شاخص کیفیت آب در فصل پرآبی نسبتبه کمآبی مشاهده شد که با نتایج ایشان مطابقت دارد.
شاخص کیفیت IRWQIsc برای دو ایستگاه منابع آلایندۀ نقطهای که شامل تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج و پساب کارگاههای پروش ماهی بود، نشان از آن داشت که شاخص کیفیت IRWQIsc برای پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج در وضعیت خیلی بد و برای پساب کارگاههای پرورش ماهی در وضعیت متوسط قرار دارد؛ بنابراین با توجه به طبقهبندی، تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج بار آلودگی زیادی را به رودخانۀ بشار تحمیل میکند. در صورتی که کارگاههای پرورش ماهی بار آلودگی متوسط و بهنسبت کمتری به رودخانه وارد میکند. با توجه به تعداد زیاد کارگاههای پرورش ماهی و پراکنش مکانی آنها، که بهطور تقریبی در همۀ بخشهای رودخانۀ بشار از بالادست تا پاییندست مستقر است، نقش آنها در کاهش کیفیت آب رودخانه زیاد میباشد؛ اما چون پساب همۀ کارگاهها در یک نقطه متمرکز نیست و در طول رودخانه و شاخههای فرعی وارد میشود، در بیشتر ایستگاههای موردمطالعه باعث نشده است، طبقۀ کیفیت آب تغییر کند که مطابق با پژوهش حسینی و همکاران (1392) در رودخانۀ ریجاب استان کرمانشاه است.
رابطۀ بین دبی و شاخص IRWQIsc در شکل (5) نشاندهندۀ آن است که در بالادست رودخانه با افزایش دبی در دورۀ پرآبی نسبتبه دورۀ کمآبی شاخص کاهش پیدا کرده است. در پاییندست رودخانه با افزایش دبی در دورۀ پرآبی نسبت به دورۀ کمآبی شاخص افزایش پیدا کرده و یک رابطۀ خطی بین شاخص و دبی دیده میشود. نتایج پژوهش آقایی و همکاران (1398) در بررسی کیفیت رودخانۀ چهل چای با استفاده از شاخص IRWQIsc و همچنین بررسی رابطۀ شاخص IRWQIsc با میزان دبی رودخانه، که نشاندهندۀ یک رابطۀ خطی بود، تنها با نتایج پژوهش حاضر در پاییندست رودخانۀ بشار همخوانی دارد.
بهتر است برای بهبود کیفیت آب رودخانۀ بشار کنترل و نظارت بیشتری از سازمانهای ذیربط بر روی مصرف کود شیمیایی در کشاورزی، پساب کارگاههای پرورش ماهی، حذف کامل کارگاههای سنگشکن در حاشیۀ رودخانه، مدیریت بهتر فاضلابهای روستایی و جلوگیری از نفوذ مستقیم آنها به رودخانه و ایجاد ایستگاههای پایش مستمر برای اندازهگیری کیفیت رودخانه بهصورت ماهیانه یا فصلی انجام شود. با توجه به آنکه ساخت سد تنگ سرخ قرار است در محدودۀ استان فارس و در بالادست رودخانۀ بشار استان کهگیلویه و بویراحمد تکمیل شود، لزوم تعیین و تأمین حقابۀ محیطزیستی رودخانه با توجه به کیفیت آب بهویژه در بالادست رودخانۀ بشار بسیار اهمیت دارد. نتایج پژوهش حاضر نشاندهندۀ آن بود که کیفیت آب در بالادست رودخانۀ بشار، که هنوز تحتتأثیر برداشت آب سد قرار نگرفته است، بهخصوص در زمان کمآبی رودخانه در طبقۀ بهنسبت خوب و خوب قرار میگیرد و تنها با مدیریت کیفیت پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج در کوتاهمدت وضعیت کیفیت آب رودخانه در کل خوب ارزیابی میشود.
|
دبی (m3 s-1) |
شکل (5) رابطۀ بین دبی و شاخص IRWQIsc در ایستگاههای موردمطالعه (شمارۀ ایستگاهها بهترتیب از بالادست از 1 تا 12 است)
Figure (5) Relationship between discharge and IRWQIsc index in the studied stations (number of stations from upstream to downstream is from 1 to 12, respectively)
بررسی کیفیت رودخانههایی که از مراکز شهری عبور میکند، با توجه به مراکز شهری، صنعتی و کشاورزی حاشیۀ رودخانه اهمیت زیادی دارد؛ بنابراین این پژوهش با هدف بررسی شاخص کیفیت آبهای سطحی ایران (IRWQIsc) در رودخانۀ بشار انجام شد. روند تغییرات شاخص IRWQIsc از بالادست بهسمت پاییندست نشاندهندۀ آن بود که کیفیت رودخانه از بالادست بهسمت پاییندست در دورۀ کمآبی کاهش پیدا کرده که این کاهش کیفیت آب به علت قرارگرفتن شهر یاسوج در مسیر رودخانه است که بار آلودگی بیشتری را به پاییندست رودخانه تحمیل میکند و همچنین افزایش واحدهای صنعتی و مناطق تفریحی، افزایش روستاهای حاشیۀ رودخانه و مهمتر از همه خروجی پساب تصفیهخانۀ فاضلاب شهر یاسوج در بالادست ایستگاه شاه مختار و افزایش پساب زمینهای کشاورزی و کارگاههای پرورش ماهی باشد. در دورۀ پرآبی رودخانۀ بشار، شاخص IRWQIsc در بالادست نسبتبه پاییندست و دورۀ کمآبی کاهش داشته است؛ ولی در پاییندست بهنسبت دورۀ کمآبی شاخص کیفیت IRWQIsc افزایش داشته است. افزایش کیفیت در پاییندست به علت افزایش دبی و اضافهشدن سرشاخههای فرعی (سرشاخه مهریان، گنجهای، کریک و کبگیان) است. در پاییندست یک رابطۀ خطی بین میزان دبی و شاخص کیفیت IRWQIsc مشاهده میشود که با افزایش دبی میزان شاخص IRWQIsc افزایش پیدا کرده است. در هر دو دورۀ کمآبی و پرآبی متغیرهای BOD5، آمونیوم و نیترات بیشترین تأثیر را بر افت شاخص کیفیت IRWQIsc دارد. با توجه به اینکه رودخانۀ بشار نقش عمدهای در توسعۀ کشاورزی، صنعت و گردشگری حوضۀ آبخیز یاسوج دارد، ضروری به نظر میرسد، توجه و نظارت بیشتری از سوی ارگانهای ذیربط به حفظ کیفیت آب رودخانه شود. با توجه به بهرهبرداری سد تنگ سرخ در بالادست رودخانۀ بشار در آیندۀ نزدیک، باید لزوم تعیین و تأمین حقابۀ محیطزیستی رودخانه با توجه به کیفیت آب بهویژه در بالادست رودخانۀ بشار مدنظر قرار گیرد؛ زیرا اگر حقابۀ محیطزیستی رودخانۀ بشار در آینده تأمین نشود، ممکن است رودخانۀ بشار توان خودپالایی خود را از دست بدهد و مشکل کیفیت آب در بالادست رودخانه بشار دوچندان شود.
تقدیر و تشکر
این مقاله بخشی از پایاننامۀ کارشناسی ارشد خانم زهرا مظلومی، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان است که با حمایت مالی شرکت مدیریت منابع آب ایران (شمارۀ 005/س/1400 مورخ 18/05/1400 با کد 24) انجام شده است. بدین وسیله از همکاری مسئولان معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه و دفتر پژوهشهای کاربردی شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران قدردانی میشود؛ همچنین از مسئولان و کارمندان مرکز تحقیقات ژنتیک و اصلاح نژاد ماهیان سردابی شهید مطهری یاسوج به دلیل همکاری در نمونهبرداری و تأمین وسیلۀ نقلیه قدردانی میشود.
[1]. National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSFWQI)
[2]. Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCMEWQI)
[3]. Oregon Water Quality Index (OWQI)
[4] Weighted Arithmetic Water Quality Index (WAWQI)
[5]. Iran Water Quality Index for Surface Water Resources- Conventional Parameters (IRWQIsc)
[6] .British Columbia Water Quality Index (WQI)
[7] Electrical conductivity (EC)
[8] Power of Hydrogen (pH)
[9] Fecal coliform
[10] Total suspended solid (TSS)
[11] Chemical Oxygen demand
[12] Biological Oxygen demand
)
