Management of Natural Ecosystems

Management of Natural Ecosystems

Evaluation of land use role on the quantity and quality of underground water resources in the Plasjan watershed

Document Type : Original Article

Authors
Narges Bahrami Damaneh 1
Somayeh Soltani Gerdefaramarzi 2
Morteza Gheysouri 3
Abolfazl Azizian 4
1 M.Sc. of Irrigation and Drainage, Department of Water Sciences and Engineering, Collage of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran
2 Associate Professor, Department of Water Scirnces and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan university, Ardakan, Iran.
3 PhD in watershed management, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Tehran, Iran.
4 Assistant Professor, Department of Water Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.
10.22034/emj.2024.717286
Abstract
Considering the importance of groundwater resources in arid and semi-arid country of Iran and the parameters affecting them, in this research evaluates the role of land use on quantity and quality of groundwater resources in Plasjan watershed in two wet and dryyears. In order to investigate the relationship between land use pattern and qualitative parameters of groundwater, long-term qualitative data of 14 wells located in the study area were used. Pearson's correlation test was used to investigate the relationship between land use and groundwater level and its quality. According to the results, the most changes in land use are related to rangelands and urban land uses with a decrease of 7% and increase of 4% respectively. In the dry year, with the decrease in the area of cultivated forest and rengelands land, the area of barren land (urban, uncovered) and agricultural land has increased. And after that, the concentration of some elements in the underground water has increased and the quality of the underground water in the region has decreased. Although, there was no significant relationship between land use and quality indicators of underground water in wet period. In addition, there was no significant relationship between the climatic parameters of precipitation and temperature with the underground water level of the region, and only the parameter of river discharge showed a statistically significant relationship with the underground water level at the level of 1%. In general, it can be concluded that the land use changes did not have a significant effect on the decrease of the underground water level in both years, and the decrease of the underground water level was caused by the decrease of the river discharge, the occurrence of hydrological drought, and excessive extraction of groundwater water in the region.
Keywords
Water level
Pearson
Drought
Schuller
Wilcox
Subjects
ابراهیمی، ع.، اسدی، ح.، فرهنگی، م. ب.، و اشرف زاده، ا. (1399). بررسی تغییرات زمانی و مکانی وضعیت آلودگی، رسوب و شاخص WQI در رودخانه پسیخان در استان گیلان. بهداشت در عرصه. (1) 18،‌ 50-32.
اسدی، م. ا.، جم‌نژاد، ف.، اختصاصی، م. ر.، و حسینی، ز. (1399). تأثیر خشکسالی و تغییرات کاربری اراضی بر کمیت و کیفیت منابع آب زیرزمینی (مطالعۀ موردی: دشت داراب). مهندسی اکوسیستم بیابان، (28)9، 102-89.
اصغری سرسکانرود، ص.، صفری، ش.، و ملانوری، ا. (1400). تخمین سطح سفره‌های آب‌ زیرزمینی متأثر از تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای GRACE. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، (4)32، 86-65.
باقری، ا.، ملک‌محمدی، ب.، زهرایی، ب.، حسنی، ا. ح.، و بابایی، ف. (1401). بررسی اثر تغییرات اقلیم و کاربری اراضی بر تغذیه منابع آب زیرزمینی منطقه لنجانات با تلفیق ANFIS و WEAP. مهندسی و مدیریت آبخیز، (14)2، 184-168.
بهرامی‌دمنه، ن.، سلطانی گردفرامرزی، س.، عزیزیان، ا.، و قیصوری، م. (1402). بررسی گام‌های زمانی خشک‌سالی و اثر تغییرات کاربری اراضی بر پارامترهای کمی و کیفی آب رودخانه پلاسجان. علوم و مهندسی آبیاری، (3)46، 120-103.
بی نام. (1390). اداره مطالعات و سازمان جهادکشاورزی استان اصفهان.
بی نام. دستورالعمل پایش کیفیت آب زیرزمینی نشریه 620، ﻣﻌﺎوﻧﺖ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪرﻳﺰی و ﻧﻈﺎرت راﻫﺒﺮدی رﻳﻴﺲﺟﻤﻬﻮر.
راهداری، و.، سفیانیان، ع. ر.، پورمنافی، س.، قیومی محمدی، ح.، ملکی، س.، و پورمردان، و. (1398). ارزیابی چند معیاره قابلیت اراضی برای کشت دیم (مطالعه موردی: زیرحوضه آبخیز پلاسجان). علوم آب و خاک، (4)23، 297-285.
سلگی، ع.، بیگ محمدی، ف.، روزبهانی، ز.، و قیاسوند، ش. (1401). ارزیابی کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت ملایر از نظر شرب و کشاورزی. علوم و مهندسی آبیاری، (3)45، 97-111.
علیزاده، ا. (1385). اصول هیدرولوژی کاربردی. مشهد: انتشارات دانشگاه امام رضا. 808 ص.
عمادالدین، ش.، شیدایی مجد، ن.، و ارخی، ص. (1399). بررسی تاثیر روند تغییرات کاربری اراضی روی افت تراز آب زیرزمینی (محدوده مطالعاتی: ماهیدشت کرمانشاه). مخاطرات محیط طبیعی، (25)142،9-125.
غفاری، ص.، مرادی, ح .ر.، و مدرس، ر. (1398). اثر تغییر کاربری اراضی بر سطح آب زیرزمینی در دشت‌های اصفهان-برخوار، نجف‌آباد و چادگان. تحقیقات آب و خاک ایران، (9)5، 2355-2371.
قضاوی، ر.، و رمضانی سربندی، م. (1396). بررسی تأثیر تغییرات میزان بارش و برداشت از آب‌های زیرزمینی بر تغییرات کمی و کیفی آب آبخوان (مطالعه موردی: دشت رفسنجان). هیدروژئومورفولوژی، (12)3، 129-111.
مالک پور لرکی،ص.، خورسندی کوهانستانی، ز.، و فرجی، م. (1399). بررسی تاثیرات تغییر کاربری اراضی بر روی کیفیت آب رودخانه شاوور. مهندسی و مدیریت آبخیز، (2)12، 580-592.
محمود حسن، ر.، حبیب نژاد روشن، م.، و غلامی، ل. (1396). ارزیابی نقش کاربری اراضی بر تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در حوضه لاجان. اکوسیستم‌های طبیعی ایران، (2)8، 83-99.
نجف پور، ن.، ترابی پوده، ح.، و یونسی، ح. (1399). بررسی اثر تغییرات کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی بر آلودگی آبخوان (مطالعه موردی: دشت لنجانات، اصفهان). محیط زیست، (21)11، 233-248.
یاری، م.، سلطانی گردفرامرزی، س.، و قاسمی، م. (1398). بررسی نقش تغییر کاربری اراضی در هیدروگراف سیل و نوسانات سطح آب زیر زمینی در بخشی از حوضه آبخیز قره سو. جغرافیا و مخاطرات محیطی، (3)8، 58-41.
یزدان پناهی، ع.، احمدالی، خ.، گل افشانی، م.، و حیدری علمدارلو، ا. (1397). بررسی اثر کاربری اراضی بر تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت مشهد). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، (43)12، 116-108.
یوسفی، ح.، مریدی، ع.، یزدی، ج.، و خزائی پول، ا. (1399). بررسی اثرات تغییر اقلیم بر دبی، نیترات و عملکرد محصول در بالادست سد استقلال. تحقیقات منابع آب ایران، (2)16، 49-35.
Dong, Y., Jiang, C., Suri, M. R., Pee, D., Meng, L., and Goldstein, R. E. R. (2019). Groundwater level changes with a focus on agricultural areas in the Mid-Atlantic region of the United States, 2002–2016. Environmental research, 171, 193-203.
Edwards, M., Ferguson, J. F., and Reiber, S. H. (1994). The pitting corrosion of copper. Journal‐American Water Works Association, 86(7), 74-90.
Elmahdy, S., Mohamed, M., and Ali, T. (2020). Land use/land cover changes impact on groundwater level and quality in the northern part of the United Arab Emirates. Remote Sensing, 12(11), 1715.
Esmeray, E., and Gökcekli, C. (2020). Assessment of groundwater quality for drinking and irrigation purposes in Karabuk province, Turkey. Environmental Earth Sciences, 79(13), 325.
He, S., Li, P., Wu, J., Elumalai, V., and Adimalla, N. (2020). Groundwater quality under land use/land cover changes: a temporal study from 2005 to 2015 in Xi’an, northwest China. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 26(10), 2771-2797.
Ige, O. O., Owolabi, T. A., Fatoyinbo, I. O., Ayodele, O. E., and Obasaju, D. O. (2021). Characterization of factors influencing water quality in Federal University of Agriculture Abeokuta and its Environ, Southwestern Nigeria. International Journal of Energy and Water Resources, 5, 205-218.
Khan, H. H., Khan, A., Ahmed, S., and Perrin, J. (2011). GIS-based impact assessment of land-use changes on groundwater quality: study from a rapidly urbanizing region of South India. Environmental Earth Sciences, 63, 1289-1302.
Kumar, P., Dasgupta, R., Johnson, B. A., Saraswat, C., Basu, M., Kefi, M., and Mishra, B. K. (2019). Effect of land use changes on water quality in an ephemeral coastal plain: Khambhat City, Gujarat, India. Water, 11(4), 724.
Mishra, N., and Kumar, S. (2015). Impact of land use change on groundwater recharge in Haridwar District. In 20th International Conference on Hydraulics, Water Resources and River Engineering. IIT Roorkee, India.
Ndoye, S., Fontaine, C., Gaye, C. B., and Razack, M. (2018). Groundwater quality and suitability for different uses in the Saloum area of Senegal. Water, 10(12), 1837.
Purandara, B. K., Venkatesh, B., Jose, M. K., and Chandramohan, T. (2018). Change of land use/land cover on groundwater recharge in Malaprabha Catchment, Belagavi, Karnataka, India. In Groundwater (pp. 109-120). Springer, Singapore.
Schoeller, H. (1964). La classification géochimique des eaux. IASH publication, 64, 16-24.
Shooshtarian, M. R., Dehghani, M., Margherita, F., Gea, O. C., and Mortezazadeh, S. (2018). Land use change and conversion effects on ground water quality trends: An integration of land change modeler in GIS and a new Ground Water Quality Index developed by fuzzy multi-criteria group decision-making models. Food and Chemical Toxicology, 114, 204-214.
Soltani-Gerdefaramarzi, S., Gheisouri, M., Saberi, A., and Yarami, N. (2021). The effect of land use change on surface water quality under the wet and dry years in a semi-arid catchment (case study: The Godarkhosh catchment). Environment, Development and Sustainability, 23(4), 5371-5385.
Tam, V. T., and Nga, T. T. V. (2018). Assessment of urbanization impact on groundwater resources in Hanoi, Vietnam. Journal of environmental management, 227, 107-116.
Uricchio, V. F., Giordano, R., and and Lopez, N. (2004). A fuzzy knowledge-based decision support system for groundwater pollution risk evaluation. Journal of environmental management, 73(3), 189-197.
Wilcox, L. (1955). Classification and use of irrigation waters (No. 969). US Department of Agriculture.
Xu, F., Li, P., Chen, W., He, S., Li, F., Mu, D., and Elumalai, V. (2022). Impacts of land use/land cover patterns on groundwater quality in the Guanzhong Basin of northwest China. Geocarto International, 37(27), 16769-16785.

  • Receive Date 27 June 2024
  • Revise Date 31 July 2024
  • Accept Date 10 September 2024