استفاده از مدل های swat وdrastic به منظور بررسی آلودگی نیترات آب های زیرزمینی و ارائه راهکارهای مدیریتی در دشت همدان- بهار
چکیده
چکیده آب های زیرزمینی از مهمترین منابع تأمین آب در حوضه آبریز همدان- بهار می باشند. از طرفی با توجه به رشد روز افزون جمعیت، افزایش تقاضا برای مواد غذایی و ارزان بودن نسبی کودهای نیتروژن، در بسیاری از نقاط این حوضه برای تولید بیشتر در واحد سطح، از کودهای شیمیایی و آلی استفاده بی رویه می گردد. حدود 90% کشت های غالب (سیب زمینی، گندم و یونجه) دشت همدان- بهار در منطقه چاه های تأمین آب شرب همدان واقع شده اند. از طرفی با توجه به اینکه آب زیرزمینی مهمترین منبع تأمین آب شرب در منطقه می باشد، مطالعه راه های حفاظت از این منابع ضرورت دارد. هدف اصلی این تحقیق مدل سازی آب شویی نیترات در منطقه برای استفاده مدیران اجرایی و برنامه ریزان جهت کاهش آلودگی منابع آب می باشد. مهمترین اهداف دیگر این مطالعه عبارتند از: بررسی تغییرات ماهانه نیترات آب های زیرزمینی در دشت همدان- بهار از مهر 1386 تا شهریور 1387 در کاربری های مختلف، بررسی معدنی شدن خالص نیتروژن و نیترات سازی در عمق های 0-150 سانتی متری از سطح خاک در زراعت های مهم منطقه در دو مقطع زمانی، ارزیابی آسیب پذیری آبخوان با استفاده از مدل drastic و اصلاح آن، واسنجی و اعتبارسنجی مدل swat بر اساس دبی رودخانه، نیترات خروجی حوضه و عملکرد محصولات اصلی، تعیین مولفه های منابع آب و شبیه سازی توزیع زمانی و مکانی آبشویی نیترات به همراه تحلیل عدم قطعیت با کاربرد برنامه sufi2، تشخیص مناطق بحرانی توسط نقشه های آسیب پذیری و آبشویی نیترات و اعمال سناریوهای مختلف مدیریتی برای کاهش آبشویی نیترات در مناطق بحرانی. نتایج نشان داد که میانگین غلظت نیترات آب زیرزمینی به ترتیب در مزارع سیب زمینی، سبزی، یونجه،گندم دیم، باغ ها، کشت متناوب، شرب و دامداری عبارت است از: 58، 69، 18، 27، 23، 36، 25 و 55 میلی گرم برلیتر. بیشترین غلظت نیترات در آب زیرزمینی در مزارع سبزی، سیب زمینی و دامداری ها مشاهده شد. توزیع نیترات در خاک برای سیب زمینی، گندم دیم، سبزی و یونجه نشان داد که مقدار نیترات تجمع یافته در عمق 100 سانتی متری بیش از سایر عمق ها بوده که بیانگر آبشویی نیترات می باشد. بر اساس نقشه آسیب پذیری اصلاح شده، حدود 40% از آبخوان همدان- بهار دارای غلظت نیترات بیشتر از استاندارد آب شرب (45 میلی گرم بر لیتر) می باشد. شبیه سازی مدل swat برای دبی رودخانه ها در بیشتر ایستگاه ها، به ویژه خروجی حوضه آبریز (کوشک آباد) رضایت بخش بود. آنالیز عدم قطعیت نشان داد که r-factor در مرحله واسنجی رواناب ماهانه بین 4/0 تا 8/0 و p-factor بین 20 تا 60% بود. تحلیل عدم قطعیت مولفه های منابع آب نشان می دهد که میانگین ماهانه عدم قطعیت تخمین آب آبی بیشتر از سایر مولفه هاست. اعتبارسنجی آبشویی تخمین زده شده به وسیله مدل swat، با غلظت نیترات آب زیرزمینی قابل قبول بود. حدود 36% از آبخوان همدان- بهار دارای آبشویی نیترات 100 تا 595 کیلوگرم نیتروژن در هکتار است. از بین سناریوهای بررسی شده، به منظور کاهش آبشویی نیترات در مناطق بحرانی، سناریوی 6s یعنی کاربرد کود اوره به مقدار متداول و بدون کاربرد کود مرغی، به عنوان بهترین عملیات مدیریتی از نظر کاهش شدید آبشویی نیترات و بدون کاهش عملکرد انتخاب شد. اما جنبه های دیگر این سناریو نیاز به مطالعه بیشتر دارد. بدترین سناریو، سناریوی 17s یعنی کاربرد کود مرغی رایج در منطقه و 200% کود اوره بود زیرا سبب افزایش 55 و70 درصدی آبشویی نیترات به ترتیب در مناطق کشاورزی همدان و بهار شده است. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که مدل swat ابزاری مناسب برای بررسی تاثیر روش های مختلف مدیریتی بر کیفیت آب در مقیاس حوضه آبریز می باشد.