نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمد میرزاوند ¹
• سید جواد ساداتی نژاد ¹
• حمید کاردان مقدم ²

¹ گروه علوم و فناوری‌های محیطی، دانشکده مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشگاه تهران

² مؤسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران

چکیده

مدیریت منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه‌خشک به دلیل چالش‌های ناشی از شوری آب از اهمیت بالایی برخوردار است. دشت کاشان یکی از مناطق ایران مرکزی است که کیفیت آب زیرزمینی آن به دلیل برداشت بی‌رویه و اختلاط با منابع شور در حال کاهش است. این مطالعه با استفاده از روش‌های هیدروژئوشیمیایی، درصد اختلاط تئوریکی آب‌های شور و شیرین را ارزیابی کرده و تأثیر نفوذ آب شور بر کیفیت آبخوان را بررسی می‌کند. نوآوری این تحقیق در به‌کارگیری شاخص‌های GWISWI و GWISI برای ارزیابی دقیق‌تر فرآیند اختلاط آب‌های زیرزمینی و تعیین درصد اختلاط آب‌های شور و شیرین برای اولین بار در این منطقه است. در این پژوهش، ۴۲ نمونه آب از چاه‌ها، قنات‌ها و پلایای نمکی دشت کاشان برداشت و با استفاده از کروماتوگرافی یونی (IC) و طیف‌سنجی جرمی پلاسما جفت‌شده القایی (ICP-MS) آنالیز شدند. نتایج نشان داد که بخش‌های شرقی و شمال شرقی آبخوان دارای بالاترین میزان شوری (mg/L212000 < TDS) هستند، در حالی که بخش‌های جنوبی و غربی کیفیت آب بهتری دارند. همچنین، اختلاط با شورابه‌های عمقی (آپکنینگ) عامل اصلی شوری بوده به طوری که در برخی چاه‌ها تا حدود 70% اختلاط وجود دارد. از طرفی نتایج نشان داد که نفوذ آب شور از پلایای نمکی به داخل آبخوان وجود ندارد. این یافته‌ها ضرورت مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی، کنترل برداشت، و کاهش بهره‌برداری از شورابه‌های عمقی را برجسته می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

• آب زیرزمینی
• هجوم آب شور
• اختلاط
• هیدروژئوشیمی
• کاشان

موضوعات

• آبخوان وقنات

عنوان مقاله [English]

Assessment of Groundwater Quality Affected by Saltwater Intrusion and Theoretical Mixing Ratio Calculation of Saline and Fresh Groundwater

نویسندگان [English]

• Mohammad Mirzavand ¹
• Seyyad Javad Sadatinejad ¹
• Hamid Kardan Moghaddam ²

¹ School of Energy Engineering and Sustainable Resources, College of Interdisciplinary Science and Technology, University of Tehran, Tehran, Iran

² Water Research Institute, Ministry of Energy, Tehran, Iran.

چکیده [English]

Groundwater management in arid and semi-arid regions is crucial due to the challenges posed by water salinity. Kashan Plain, located in central Iran, is experiencing a decline in groundwater quality due to over-extraction and mixing with saline sources. This study employs hydrogeochemical methods to evaluate the theoretical mixing ratio of saline and fresh groundwater and assess the impact of saltwater intrusion on the aquifer. The novelty of this research lies in the application of GWISWI and GWISI indices for a more precise assessment of groundwater mixing processes and the first-ever calculation of the saline-freshwater mixing ratio in this region. For this study, 42 water samples were collected from wells, qanats, and the Kashan playa and analyzed using Ion Chromatography (IC) and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). The results indicate that the eastern and northeastern sections of the aquifer have the highest salinity levels (TDS > 212,000 mg/L), whereas the southern and western areas exhibit better water quality. Additionally, deep brine upconing was identified as the primary cause of salinity, with mixing levels reaching up to 70% in some wells. Conversely, the findings confirm that saltwater intrusion from the playa into the aquifer does not occur. These results underscore the urgent need for sustainable groundwater management, controlled extraction, and reduced exploitation of deep brine sources.

کلیدواژه‌ها [English]

• Groundwater
• Saltwater Intrusion
• Mixing
• Hydrogeochemistry
• Kashan