مدل ‏سازی آلودگی نیترات از منابع غیر‌نقطه ‏ای و اولویت‌بندی زیرحوضه‏ های بحرانی برای مدیریت محیط زیستی حوضۀ آبخیز تجن

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نور‌

2 استاد، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نور‌

3 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان‌

4 استادیار، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران‌

5 دانشیار، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران‌

چکیده

آلودگی‏های غیر‌نقطه‏ای اهمیت ویژه‌ای در تعیین کیفیت آب و سهم مهمی در تغذیه‌گرایی آب‏های شیرین دارند. از دلایل اساسی این موضوع، وجود مواد مغذی به‏ویژه نیتروژن و فسفر در غلظت‏های زیاد آب است. عامل تغییر کاربری اراضی به‏طور ویژه‏ای بر کیفیت آب مؤثر است. بنابراین، درک ارتباط بین کاربری اراضی و آلایندۀ نیترات یک اولویت به‏منظور ارزیابی بار آلودگی نیترات و پیش‏بینی تأثیر آن بر کیفیت آب‏های سطحی است. در این مطالعه از ابزار ارزیابی آب و خاک (SWAT) برای شبیه‏سازی نیترات طی سال‏های 2001‌ـ 2013 در حوضۀ آبخیز تجن استفاده‏ شده است. نتایج مدل نشان داد بار سالانۀ نیترات طی سال‌های 2001‌ـ 2013 از 31070 کیلوگرم تا 89350 کیلوگرم در خروجی حوضه متغیر است. براساس نتایج به‌دست‌آمده، سهم آلایندۀ نیترات تولید‌شده توسط مرتع (7/5 درصد) و جنگل (29 درصد)، بسیار کمتر از نیترات تولید‌شده توسط کاربری کشاورزی (64 درصد) است. همچنین در میان کشت‏های مختلف کاربری کشاورزی، به‌ترتیب شالیزارها و باغ‌ها به‏عنوان منابع اصلی آلودگی نیترات در فصول بهار و تابستان شناسایی شدند. در ادامه، زیرحوضه‏های بحرانی به‌منظور اولویت‏بندی مناطق برای مدیریت کیفیت آب منطقه شناسایی شدند. نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه می‏تواند راهنمای مفیدی به‌منظور حفاظت از اکوسیستم حوضۀ آبخیز تجن در برابر تخریب بیشتر و ‌نیز ترویج توسعۀ پایدار در این منطقه باشد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 
] 1 [احمدی ممقانی، یوسفعلی؛ خراسانی، نعمت‏الله؛ رفیعی، غلام‏رضا، 1389، بررسی منابع آلاینده و کیفیت آب رودخانۀ تجن، مجلۀ منابع طبیعی ایران، 317 [4]، شمارۀ 63-327.
] 2[ طالبی امیری، شیما؛ آذری دهکردی، فرود؛ صادقی، سید حمیدرضا؛ صوف‌باف، سیدرضا، 1388، تحلیل تخریب سیمای سرزمین حوضۀ آبخیز نکا با استفاده از سنجه‏های اکولوژی سیمای سرزمین، مجلۀ علوم محیطی، شمارۀ 6 (3)،133-144.
] 3 [محمودی، بیت‏الله؛ حمیدی‌فر، مینا؛ خراسانی، نعمت‏الله، 1386، بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضۀ آبخیز کرخه و ارزیابی نقش آن در کیفیت فیزیکی و شیمیایی رودخانۀ کرخه، چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران مدیریت حوضه‏های آبخیز.
] 4 [میرزایی م،ریاحی بختیاری ع، سلمان‏ماهینی عر.،غلامعلی‏فرد م. 1392. بررسی تغییرات پوشش اراضی استان مازندران با استفاده از سنجه‏های سیمای سرزمین بین سال‏های 1363 تا 1389 اکولوژی کاربردی، شمارۀ 2 (4)، 54-37.
] 5 [نعمتی محمد؛ ابراهیمی علی؛ میرغفاری ناصر؛ سفیانیان علی، 1386، بررسی اثر کاربری اراضی بر میزان نیترات و فسفات آب رودخانۀ زاینده‏رود، چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران مدیریت حوضه‏های آبخیز.
[6] Abbaspour K. C., Yang J., 2006. Calibration and uncertainty analysis for SWAT usingSUFI2 with SWAT-SAI interface: a user manual, Swiss Federal Institute for Aquatic Science and Technolology.
[7] Abbaspour, K. C., J. Yang, I. Maximov, R. Siber, K. Bogner, J. Mieleitner, J. Zobrist, and R. Srinivasan., 2007.Modelling hydrology and water quality in the pre-alpine/alpine Thur watershed using SWAT. J. Hydrol, Vol 333 [2- 4], pp. 413-430.
[8] American Public Health Association) APHA(, 1992. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.18th ed. American Public Health Association, Washington, DC.
[9]Arheimer, B.,Lidén, R., 2000. Nitrogen and phosphorus concentrations from agricultural catchmentsinfluence of spatial and temporal variables. Journal of Hydrology, Vol 227 [1–4], pp. 140-159.
[10]Akhavan, S., Abedi, J., Mousavi, S. F., Abbaspour, K., 2010.Application of SWAT model to investigate nitrate leaching in Hamadan-Bahar watershed, Iran. Agriculture, Ecosystem and Environment. J, Vol 139, pp. 675-688.
[11]Bakr, N., Weindorf, D.C., Bahnassy, M.H., Marei, S.M., El Badawi, M.M., 2010].Monitoring land cover changes in a newly reclaimed area of Egypt using multi temporal Landsat data, Application geography, Vol 30, pp. 592–605.
[12]Borah, D.K., Bera, M., Xia, R., (2004). Storm Event Flow and Sediment Simulations in Agricultural Watershed Using DWSM, American Society of Agricultural Engineers 47(5): 1539-1559.
[13]Clinton, B.D., Vose, J.M., 2005.Variation in Stream Quality in an Urban Headwater Stream in the Southern Appalachins.
[14] Hao, F., Zhang, X., Wang, X., Ouyang, W., 2012.Assesment the Relationship between Landscape Patterns and Nonpoint Source Pollution in the Danjiankou Reservoir Basin in China, Journal of the American Water Resources Association, pp. 1-16.
[15]Jamshidi, M., Tajrishy, M., Maghrebi, M., 2010. Modeling of point and non-point source pollution of nitrate with SWAT in the Jajrood river watershed, Iran. International Agricultural Engineering Journal, Vol 19 (2), pp. 23-31.
[16]Kieken, H., Lebonvallet, S., Ledoux, E., Mary, B., Mignolet, C., Poux, X., Sauboua, E., 2013. Assessing the relationship between water quality parameters and changes in landuse patterns in the Upper Manyame River, Zimbabwe.Physics and Chemistry of the Earth, Vol 52, pp. 130–146
[17] Lee, S. W., Wang, S. J., Lee, S., Hwang H. S., Sung H. C., 2009.Landscape ecological approach to the relationships of land use patterns in watersheds to water quality characteristics, Landscape. Urban Plan, Vol 92, pp. 80–89.
[18]Moriasi, D. N., J. G. Arnold, M. W.,et al., 2007.Model evaluation guideline for systematic quantification of accuracy in watershed simulation. T. ASABE, Vol 50 (3), pp. 885- 900.
[19]McCutchan, Jr., William M., Lewis, Jr. [2008].Spatial and temporal patterns of denitrification in an effluent-dominated plains river James. H. Verh. Internat. Verein, Limnol, Vol 30[2], pp. 323–328.
[20]Neary, D.G., Ice, G.G., Jackson, C.R., 2009.Linkages between forest soils and water quality and quantity.Forest Ecological Management, Vol 258, pp. 2269–2281.
[21] Niraula, R., Kalin, L., Srivastava, P.,Anderson,Ch., (2013). Identifying critical source areas of Nonpoint source pollution with SWAT and GWLF. Ecological Modelling 268 (2013) 123–133.
[22]Saiko, T. A. [1997]. Environmental proroblems of the Caspian Sea region and the conflict of national prioritiesMH Environmental and Political Issues in the Circum Caspian Region 41-52 Glantz and IS Zonn (Eds) Khm'er Academic Publishers.
[23] Somura, H., Takeda, I., Arnold, J.G., Mori, Y., Jeong, J., Kannan, N., Hoffman, D., 2012. Impact of suspended sediment and nutrient loading from land uses against water quality in the Hii River basin, Japan.Journal of Hydrology, Vol 450–451 (5), pp. 25–35.
[24] Tong, S. T., Chen, W., 2002. Modeling the relationship between land use and surface water quality. Journal of environmental management, Vol 66[4], pp. 377-393.
[25] Zhu, A.X., Wang, P., Zhu, T., Chen, L., Cai, Q., Liu, H., 2013.Modeling runoff and soil erosion in the Three-Gorge Reservoir drainage area of China using limited plot data. Journal of Hydrology, Vol 492, pp. 163–175.
دوره 3، شماره 3
مهر 1395
صفحه 455-464
  • تاریخ دریافت: 20 خرداد 1395
  • تاریخ بازنگری: 10 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش: 27 شهریور 1395
  • تاریخ اولین انتشار: 01 مهر 1395
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1395