پديد آورندگان :
قره محمودلو، مجتبي دانشگاه گنبد كاووس - دانشكده علوم كشاورزي و منابع طبيعي - گروه مرتع و آبخيزداري، گنبد كاووس، ايران , جندقي، نادر دانشگاه گنبد كاووس - دانشكده علوم كشاورزي و منابع طبيعي - گروه مرتع و آبخيزداري، گنبد كاووس، ايران , صيادي، مريم دانشگاه اروميه - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب، اروميه، ايران
كليدواژه :
سنجه‌هاي كيفي و كمي , آب‌هاي سطحي , فيزيكوشيميايي , خوردگي , رسوبگذاري
چكيده فارسي :
: خورندگي و رسوبگذاري آب فرآيندهاي فيزيكوشيميايي هستند كه سبب كاهش مقدار جريان آب در لوله‌هاي انتقال آب، كاهش عمر مفيد تأسيسات آبرساني، افزايش مصرف انرژي براي انتقال آب و بروز برخي بيماري‌ها در مصرف‌كنندگان مي‌گردد. پژوهش حاضر به منظور بررسي تمايل خوردگي و ترسيب در طول مسير رودخانه گرگانرود يكي از مهمترين رودخانه‌هاي دشت گرگان از ارتفاعات البرز تا خليج گرگان انجام شد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش از نتايج آناليز 11 پارامتر فيزيكوشيميايي (شامل: كلسيم، منيزيم، سديم، پتاسيم، بي‌كربنات، كلرايد، سولفات، كل جامدات محلول، هدايت الكتريكي، دما و pH) رودخانه گرگانرود مربوط به چهار ايستگاه هيدرومتري (لزوره، ارازكوسه، قزاقلي و بصيرآباد) در يك دوره 10 ساله (1393 - 1383) استفاده شد. ابتدا تغييرات ميانگين سالانه پارامترهاي كيفي نمونه‌هاي آب در طول دوره آماري مربوط به ايستگاه‌هاي مورد مطالعه بررسي شد. سپس به‌منظور بررسي هيدروشيميايي رودخانه گرگانرود در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه از دياگرام‌هاي مثلثي استفاده شد. در مرحله بعد تغييرات ميزان سختي آب به عنوان يك پارامتر كيفي مهم در بخش‌هاي صنعت، كشاورزي و شرب در طول رودخانه گرگانرود بررسي شد. براي پيش‌بيني و احتمال رسوب و يا انحلال برخي از كاني‌هاي كربناته (نظير كلسيت، دولوميت) و تبخيري (نظير انيدريت، ژيپس و هاليت) در طول مسير حركت رودخانه گرگانرود از سنجه‌هاي اشباع كاني‌هاي بيان شده استفاده شد. سپس روند تغييرات سنجه‌هاي خورندگي لانژليه، رايزنر، پوكوريوس و لارسون - اسكلد، نسبت خوردگي و همچنين پتانسيل ترسيب كربنات كلسيم آب رودخانه گرگانرود در چهار ايستگاه بررسي شد. در مرحله بعد با استفاده از آزمون آماري واريانس يكطرفه به بررسي سطح معناداري سنجه‌ها در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه پرداخته شد. در نهايت ارتباط بين انديس‌هاي اشباع كاني‌ها با سنجه‌هاي خورندگي، نسبت خوردگي و همچنين پتانسيل ترسيب كربنات كلسيم بررسي شد.
نتايج وبحث: براساس تجمع و الگوي پراكندگي نمونه‌ها در دياگرام مثلثي، تيپ غالب آب در رودخانه گرگانرود در حاشيه ارتفاعات بيكربناته مي‌باشد و با ورود به دشت و افزايش غلظت يون كلرايد تمايل به رسيدن به بلوغ كامل يعني تيپ كلروره سديك دارد. نتايج حاصل از سختي در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه نشان داد كه در طول مسير حركت آب ميزان اين پارامتر افزايش مي‌يابد. نتايج حاصل از برخي سنجه‌هاي اشباع مربوط به كاني‌هاي كربناته و تبخيري نشان داد كه آب رودخانه در كل مسير نسبت به كاني‌هاي كربناته بالا اشباع و نسبت به كاني‌هاي تبخيري تحت اشباع مي‌باشد. براساس سنجه‌هاي رايزنر، پوكوريوس و لارسون - اسكولد آب تمايل به خورندگي دارد. اگرچه از حاشيه ارتفاعات تا خليج گرگان ميزان خاصيت رسوبگذاري آب رودخانه گرگانرود افزايش مي‌يابد. نتايج ميزان پتاسيل ترسيب كربنات كلسيم و سنجه لانژليه نشان داد كه آب رودخانه گرگانرود در كل طول مسير تمايل به رسوبگذاري دارد. بررسي ارتباط بين انديس‌هاي اشباع با سنجه‌هاي خوردگي و پتانسيل ترسيب، نشان از رابطه خطي بين سنجه‌ها كيفي و انديس‌هاي اشباع دارد. نتايج حاصل از آزمون آماري نشان از وجود اختلاف معنادار سنجه‌هاي محاسبه شده در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه دارد.
نتيجه‌گيري: اگرچه براساس نتايج هيدروشيميايي، عامل اصلي كنترل كننده شيمي آب رودخانه گرگانرود واكنش آب - سنگ مي‌باشد اما عامل هايي همچون نفوذ آب شور خليج گرگان در قسمت‌هاي انتهايي رودخانه و ورود پساب‌هاي تصفيه نشده به آن در كل دشت گرگان سبب تكامل سريع هيدروشيميايي رودخانه و رسيدن به تيپ كلروره سديك شده است. افزايش ميزان پارامترهاي فيزيكوشيميايي در مسير رودخانه افزون بر افزايش ميزان سختي آب، موجب كاهش ميزان خورندگي و افزايش ميزان رسوبگذاري آب شده است. نتايج آماري نشان از ارتباط خطي واضح بين انديس‌هاي اشباع و سنجه‌هاي خورندگي و ترسيب در آب دارد.
چكيده لاتين :
Corrosion and precipitationare physicochemical processes that reduce the amount of water flow in water transfer pipes and the effective life of water supply facilities, increase the energy consumption for water transfer, and cause some diseases among consumers. The present study was conducted to investigate the corrosion tendency and precipitationalong the Gorganroud River from highlands to the Gorgan Gulf.
Material and methods:
In this study, the results of the analysis of 11 physicochemical parameters (Calcium, Magnesium, Sodium, Potassium, Bicarbonate, Sulfate, Chloride, total dissolved solids, electrical conductivity, temperature, and pH) of the Gorganroud River during a period of 10 years were used (2004-2014).First, the annual mean changes in the qualitative parameters of water samples during the statistical period of the studied stations were investigated. Then, triangular diagrams were used to assess the Gorganroud River hydrochemical at the studied stations. Next, changes in water hardness as an important qualitative parameter in the industrial, agricultural, and drinking sectors were investigated along the Gorganroud River. Saturation indices were used to predict and the probability of precipitation or dissolution of some carbonate minerals (such as calcite, dolomite) and evaporites (such as anhydrite, gypsum, and halite) along the Gorganrood River. Then, the trend of changes in Langelier, Ryznar, Puckorius, Larson-Skold corrosion indices, corrosion ratio, and the calcium carbonate precipitation potential of Gorganroud River at four stations was investigated. Next, a one-way ANOVA test was used to investigate the significance level of indices in the studied stations. Finally, the relationship between mineral saturation indices and corrosion indices was investigated.
Results and discussion:
Based on the accumulation and distribution pattern of the samples in the triangular diagram, the dominant water type in the Gorganroud River is bicarbonate on the margin of heights, and as it enters the plain and the chloride ion concentration increases, it tends to reach full maturity, the sodium chloride type. Hardness increased along the water movement path. The results of saturation indices showed that the river’s water is supersaturated with carbonate minerals and undersaturated with evaporite minerals. Based on Ryznar, Puckorius and Larson-Skold indices, Gorganroud River water tends to cause corrosion. However, the precipitation rate increased from the margin of highlands to Gorgan Gulf. The results of the calcium carbonate precipitation potential and Langelier Index indicated that Gorganroud River tends to precipitation over the study area. Investigation of the relationship between saturation indices with corrosion indices and calcium carbonate precipitation potential showed linear relationships between qualitative indices and saturation indices. The results of the statistical test showed a significant difference between the calculated indices in the studied stations.
Conclusion:
Although based on the hydrochemical results the main factor controlling water chemistry of the Gorganroud River was the water-rock reaction, factors such as saline water intrusion of Gorgan Gulf in the lower part of the river and inflow of untreated effluents into the river caused rapid hydrochemical evolution of the river and reached the sodium chloride type. Increasing the number of physicochemical parameters along the river path in addition to increasing the water hardness, has reduced corrosion and increased precipitation rate. Statistical results showed a clear linear relationship between saturation indices and corrosion and sequestration indices in water.
