پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

تحلیل مکانی–زمانی کیفیت آب و شناسایی مناطق بحرانی آلودگی در حوضه رودخانه سیروان با استفاده از روش درون‌یابی فاصله معکوس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حسن نصراله زاده ساروی 1
مهدی خوشناموند 2
بهزاد رهنما 3
عبدالعظیم فاضل 4
مهدیه بالوئی 2
عیسی حاجی رادکوچک 2
طاهره اسکندری 5
1 استاد، گروه اکولوژی، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران.
2 گروه اکولوژی، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران.
3 استادیار، گروه اکولوژی، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران
4 مرکز تحقیقات ذخایر آبزیان آب‌های داخلی، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.
5 دکتری، گروه اکولوژی، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران.
10.22034/iwrj.2025.15478.2720
چکیده
این پژوهش با هدف مطالعه و تحلیل مکانی–زمانی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و شناسایی مناطق آلوده آب حوزه آبریز رودخانه‌ سیروان (و شاخه های فرعی آن شامل قشلاق و گاوه‌رود) در استان کردستان انجام شد. به این منظور، در دو فصل تابستان و زمستان سال ۱۴۰۳ از شش ایستگاه منتخب، نمونه‌برداری صورت گرفت و پارامترهای اکسیژن‌خواهی بیولوژیکی (BOD)، اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD)، نیتروژن کل (TN)، فسفر کل (TP)، مواد معلق کل (TSS) و pH اندازه‌گیری شدند. داده‌ها با کمک روش درون‌یابی فاصله معکوس (Inverse Distance Weighting, IDW) در محیط GIS نقشه‌سازی گردیدند. نتایج نشان داد که در فصل تابستان غلظت پارامترهای آلودگی به‌ویژه در پایین‌دست ایستگاه‌های مرتبط با ورود تصفیه‌خانه فاضلاب شهری افزایش یافت. بیشینه BOD و COD در نزدیکی خروجی تصفیه‌خانه فاضلاب شهری مشاهده شد که نشان‌دهنده بار بالای ترکیبات آلی و غیرقابل تجزیه بود. همچنین غلظت TN و TP در ایستگاه‌های پایین دست تصفیه‌خانه فاضلاب به مقادیر بالاتر از استانداردهای جهانی رسید و پتانسیل بالای پر غذایی (Eutrophication) را نشان داد. در مقابل، در زمستان به‌دلیل افزایش دبی و پدیده رقیق‌سازی، مقادیرTSS کاهش یافت و توزیع مکانی BOD و TSS هم یکنواخت‌تر شدند، هرچند COD و TN همچنان در سطح نسبتاً بالایی باقی ماندند. تغییرات pH در هر دو فصل محدود بوده و در محدوده قابل قبول برای حیات آبزیان قرار داشت. به‌طور کلی، نتایج بیانگر آن است که کیفیت آب حوزه آبریز مورد مطالعه، تحت تأثیر ورود پساب‌ تصفیه‌خانه فاضلاب شهری و رواناب‌های کشاورزی قرار دارد و تغییرات فصلی هم در کنترل شدت آلودگی نقش مهمی ایفا می‌کند. استفاده از روش IDW در این پژوهش توانست با دقت مناسب الگوهای مکانی آلودگی را آشکار ساخته و اطلاعات مفیدی برای مدیریت پایدار منابع آب سطحی منطقه فراهم آورد.
کلیدواژه‌ها
خصوصیات فیزیکوشیمیایی
درون‌یابی فاصله معکوس
رودخانه سیروان
قشلاق
گاوه رود
موضوعات
1-  Aguilar-Torrejón, J.A., Balderas-Hernández, P., Roa-Morales, G., Barrera-Díaz, C.E., Rodríguez-Torres, I. and Torres-Blancas, T., 2023. Relationship, importance, and development of analytical techniques: COD, BOD, and TOC in water—An overview through time. SN Applied Sciences, 5, 118. https://doi.org/10.1007/s42452-023-05318-7
 
2-  Ali, S.Y., Sunar, S., Saha, P., Mukherjee, P., Saha, S. and Dutta, S., 2021. Drinking water quality assessment of river Ganga in West Bengal, India through integrated statistical and GIS techniques. Water Science and Technology, 84(10–11), pp.2997–3017. https://doi.org/10.2166/wst.2021.293
 
3-  APHA, 2017. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed.). American Public Health Association, Washington, DC. 1545p.
 
4-  Bateni, F., Fakheran, S. and Soffianian, A., 2013. Assessment of land cover changes and water quality changes in the Zayandehroud River Basin between 1997–2008. Environmental Monitoring and Assessment, 185, pp.10511–10519. https://doi.org/10.1007/s10661-013-3348-3
 
5-  Bilotta, G.S. and Brazier, R.E., 2008. Understanding the influence of suspended solids on water quality and aquatic biota. Water Research, 42(12), pp.2849–2861. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.03.018
 
6-  Cao, M., Gao, W., Zhang, Y. and Guo, F., 2025. Riverine nitrogen and phosphorus output in an arid watershed: combined effects of anthropogenic nutrient inputs, land use, and hydrology. Environmental Systems Research, 14, 8. https://doi.org/10.1186/s40068-025-00399-2
 
7-  Goovaerts, P., 1997. Geostatistics for Natural Resources Evaluation. Oxford University Press. 120p. https://doi.org/10.1093/oso/9780195115383.001.0001
 
8-  Guildford, S.J. and Hecky, R.E., 2000. Total nitrogen, total phosphorus, and nutrient limitation in lakes and oceans: Is there a common relationship? Limnology and Oceanography, 45(6), pp.1213–1223.  https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.6.1213
 
9-       Henley, W.F., Patterson, M.A., Neves, R.J. and Lemly, A.D., 2000. Effects of sedimentation and turbidity on lotic food webs: A concise review for natural resource managers. Reviews in Fisheries Science, 8(2), pp.125–139. https://doi.org/10.1080/10641260091129198
 
10-   Kearney, K.M., Harley, J.B. and Nichols, J.A., 2023. Inverse distance weighting to rapidly generate large simulation datasets. Journal of Biomechanics, 158, 111764. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2023.111764
 
11-   Li, J. and Heap, A.D., 2014. Spatial interpolation methods applied in the environmental sciences: A review. Environmental Modelling & Software, 53, pp.173–189. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2013.12.008
 
12-   Liu, Z.N., Yu, X.Y., Jia, L.F., Wang, Y.S., Song, Y.C. and Meng, H.D., 2021. The influence of distance weight on the inverse distance weighted method for ore-grade estimation. Scientific Reports, 11, 2689. https://doi.org/10.1038/s41598-021-82227-y
 
13-   Ma, C., Sun, W., Yang, Z., Wang, J. and Zhou, L., 2025. Spatiotemporal variations in land use impacts on river water quality in a mountain-to-plain transitional basin in arid region of northern China. Journal of Contaminant Hydrology, 271, 104542. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2025.104542
 
14-   Moghimi Nezad, S., Ebrahimi, K. and Kerachian, R., 2018. Investigation of seasonal self-purification variations of Karun River, Iran. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 49(4), pp.621–634. 10.22060/CEEJ.2016.866
 
15-   Pakoksung, K., Inseeyong, N., Chawaloesphonsiya, N., Punyapalakul, P., Chaiwiwatworakul, P., Xu, M. and Chuenchum, P., 2025. Seasonal dynamics of water quality in response to land use changes in the Chi and Mun River Basins, Thailand. Scientific Reports, 15(1), 7101. https://doi.org/10.1038/s41598-025-91820-4
 
16-   Saadi, H., Diongue, D.M.L., Ogilvie, A., Martin, D., Tall, O., Bellanger, J., et al., 2025. Seasonal variations and drivers of water quality in semi-arid freshwater lakes: Multivariate spatial analysis in Lake Guiers, Senegal. Journal of Hydrology: Regional Studies, 61, 102695. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2025.102695
 
17-   Sajid, A.H., Rudra, R.P. and Parkin, G., 2013. Systematic evaluation of Kriging and inverse distance weighting methods for spatial analysis of soil bulk density. Canadian Biosystems Engineering, 55(1), pp.1–13. 10.7451/CBE.2013.55.1
 
18-   Saleh, M., Salehi, M., Khanaki, S., Ebrahimian, H., Liaghat, A., Mousavi, S.M., et al., 2025. Effects of treated wastewater irrigation on soil properties, nutrient uptakes, and crop yields of agronomic crops under different crop rotations. Agricultural Water Management, 316, 109585. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109585
 
19-   Smith, V.H., Joye, S.B. and Howarth, R.W., 2006. Eutrophication of freshwater and coastal ecosystems. Limnology and Oceanography, 51, pp.351–355. https://doi.org/10.4319/lo.2006.51.1_part_2.0351
 
20-   UNESCO, 2020. The United Nations World Water Development Report 2020: Water and Climate Change. UNESCO Publishing. 219p.
 
21-   Vollenweider, R.A., 1976. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in lake eutrophication. Memorie dell’Istituto Italiano di Idrobiologia, 33, pp.53–83.
 
22-   Wang, Y., Liu, D., Xiao, W., Zhou, P., Tian, C., Zhang, C., et al., 2021. Coastal eutrophication in China: Trend, sources, and ecological effects. Harmful Algae, 107, 102058. https://doi.org/10.1016/j.hal.2021.102058
 
23-   WHO, 2017. Guidelines for Drinking-water Quality (4th ed.). World Health Organization. 541p.
 

  • تاریخ دریافت 17 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 13 آبان 1404
  • تاریخ انتشار 01 دی 1404