بررسی منشا و مکانیسم‏های کنترل‏کننده کیفیت منابع آب زیرزمینی آبخوان دشت ارومیه با استفاده از روش‏های هیدروژئوشیمیایی و نمودارهای ترکیبی

نظر به تامین بخش قابل توجهی از آب موردنیاز مصارف مختلف، از طریق منابع آب زیرزمینی، شناخت وضعیت هیدروژئوشیمی، عوامل موثر و همچنین میزان غلظت املاح و یون‌های محلول در آن از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این مطالعه عوامل موثر بر وضعیت هیدروژئوشیمیایی آبخوان ارومیه واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، با استفاده میانگین 15 ساله آنالیزهای هیدروشیمیایی پارامترهای کیفی منتهی به سال آبی 1401-1400 با تواتر اندازه‌گیری ماهانه و از طریق نسبت‌های یونی، نمودار گیبس و ترکیبی، نمودارهای پایپر و چادها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از نسبت‏‌های یونی، نشان داد که یون سدیم محلول در آبخوان ارومیه دارای دو منشا تبادلات یونی مستقیم و تبادلات یونی معکوس، یون منیزیم ناشی از سه منشا فرآیند هوازدگی دولومیت، انحلال دولومیت-سنگ آهک و انحلال دولومیت، یون سولفات دارای منشا غیرطبیعی و متاثر از کودهای کشاورزی و دفع فاضلاب‌‏های جذبی بوده ‏است. همچنین، نتایج حاصل از نسبت‏‌های یونی نشان داد که دریاچه ارومیه و پدیده نفوذ آب شور دریاچه تاثیری در کیفیت منابع آب زیرزمینی آبخوان مورد مطالعه نداشته ‏است که نتایج حاصل با استفاده از نمودار چادها مورد تایید قرار گرفت. نوع عملکرد واکنش‌های متقابل بین آب-سنگ که بوسیله نمودارهای گیبس مورد تایید قرار گرفته بود از نظر تبادلات یونی مستقیم و معکوس با استفاده از شاخص کلروآلکالین و نمودارهای ترکیبی مورد بررسی و نتایج نشان داد که در زیرحوضه شهرچای تبادلات یونی معکوس و در سایر زیرحوضه‏‌ها، تبادلات یونی مستقیم غالب بوده است. به نظر می‌‏رسد وجود سد مخزنی شهرچایی در این زیرحوضه، باعث رفتار متفاوت هیدروشیمیایی منابع آب زیرزمینی نسبت به سایر زیرحوضه‌‏های آبریز آبخوان ارومیه شده ‏است. مدل‌سازی ژئوشیمیایی آبخوان با استفاده شاخص‌های اشباع، حاکی از محیط شیمیایی مناسب برای انحلال هالیت، اندریت و ژیپس (شاخص اشباع منفی) و رسوب‌گذاری دولومیت، کلسیت و آراگونیت (شاخص اشباع مثبت) داشت. استفاده از نمودارهای پایپر و چادها نشان داد که تیپ بی‏کربنات کلسیم و منیزم غالب‏ترین تیپ و رخساره هستند.

investigating the origin and controlling mechanisms of the underground water quality in urmia plain aquifer using hydrogeochemical methods and composite diagrams

considering that a significant portion of water required for various purposes is supplied through groundwater resources in iran, understanding the hydrogeochemical conditions and the factors influencing it as well as the concentration levels of dissolved salts and ions is of utmost importance. this study investigated the factors influencing the hydrogeochemical conditions of the urmia aquifer in the urmia lake watershed. the study utilized a 15-year average of monthly hydrochemical analyses of water quality parameters up to the water year 2022-2023. ion ratios, gibbs and composite diagrams, and piper and chadha plots were employed for the analysis. results from the ion ratios indicated that sodium ions in the urmia aquifer have dual origins: direct and reverse ion exchange. it also showed that the magnesium ions were derived from three sources: dolomite weathering, dolomite-limestone dissolution, and dolomite dissolution. sulfate ions exhibited an anthropogenic origin, influenced by agricultural fertilizers and wastewater disposal. additionally, results from ion ratios indicated that lake urmia and the associated saltwater intrusion had no significant impact on the groundwater quality of the studied aquifer. these findings were confirmed by chadha diagrams. the nature of water-rock interaction reactions, as confirmed by gibbs diagrams, was investigated in terms of direct and reverse ion exchange using the chloride alkalinity index and composite diagrams. results showed that the reverse ion exchange dominated in the shahrchay sub-basin, while in the other sub-basins the direct ion exchange prevailed. the presence of the shahrchay reservoir in the shahrchay sub-basin appears to have caused the hydrochemical behavior of groundwater to differ from other sub-basins. geochemical modeling of the aquifer using saturation indices indicated a chemical environment conducive to the dissolution of halite, anhydrite, and gypsum (negative saturation index) and the precipitation of dolomite, calcite, and aragonite (positive saturation index). the use of piper and chadha diagrams revealed that calcium and magnesium bicarbonate types were the predominant water types and facies.