ارزیابی کیفیت آب

قبل از تعیین محل خزانه کاری، باید کیفیت آب آن‌جا را ارزیابی کرد. وقتی آب آن نقطه از قنات یا چشمه تامین می‌گردد باید مطمئن شد که کیفیت آب در طول فصل ثابت می‌ماند و اگر ثابت نیست خیلی متغیر نباشد. بعضی از قنات‌ها سرچشمه‌های مختلفی دارند، بنابراین تغییرات آنها را باید یادداشت نمود. تجزیه متناوب آب‌های این قنات‌ها لازم است که بعضی اوقات توسط اداره آبیاری انجام می گیرد ولی استفاده از این آب در باغبانی ممکن است یک مقدار متفاوت باشد.

اکثر گیاهان به تغییرات وسیع عناصر غذایی در آب واکنش مثبت نشان می دهند (رشد مناسب دارند) ولی بعضی از گیاهان به پارامترها‌ی کیفی آب حساس هستند. در چنین حالتی باید روش‌های آبیاری را تغییرداد و با  افزایش مواد شیمیایی جهت اصلاح آب و یا حتی رقیق کردن آن با آب معمولی و همچنین برنامه کوددهی را تنظیم نمود. همچنین حالتی ممکن است با تغییر بعضی روشهای آبیاری، تیمار آب با مواد شیمیایی، رقیق کردن آب در صورت نیاز و انتخاب برنامه‌های کوددهی ویژه کیفیت بهبود یابد.

وقتی آب تجزیه شد، میتوان در مورد اصلاح و کودآبیاری آن تصمیم گرفت تا از بروز مشکلات خاص جلوگیری شود. مثلاً اگر آب حاوی نمک‌ زیادی است و باید رقیق گردد، در این صورت دستگاه EC متر همیشه باید در محل خروجی آب رقیق شده قرار گیرد تا EC آب را کنترل کند و رقیق سازی در حد مناسب انجام گیرد. تصمیم گیری در مورد سیستم آبیاری با توجه به کیفیت آب صورت می گیرد. بکارگیری یک مهندس با تجربه بخصوص اگر اسید برای خنثی کردن بی‌کربنات و یا سایر موارد اصلاحی بکار می رود، لازم است. آبی که حاوی یون سدیم یا کلر است اگر روی گیاهان مصرف شود ممکن است مسمومیت ایجاد کند ولی اگر در محیط کشت بکار رود از اثرات سمی آن کاسته می‌شود. آبی که باعث رسوب مواد مختلف در قسمت هوایی گیاه می‌گردد باید در محیط ریشه مصرف شود. آب‌هایی که حاوی کلسیم، منیزیم ، آهن و بی‌کربنات زیاد هستند در این رده قرار می‌گیرند. برنامه کوددهی هم در رابطه با کیفیت آب آبیاری باید تنظیم گردد. آبی که مقدار عناصر غذایی آن پایین است قدرت تامین گوگرد را به‌صورت سولفات ندارد یا ممکن است به حد کافی بر نداشته باشد، در حالی که بعضی از آب‌ها ممکن است در حد زیاد یون‌هایی مثل مس، روی، منگنز و آهن داشته باشد و وقتی در معرض هوا قرار می‌گیرند، اکسیده شده و قابل جذب برای گیاه نباشند. بدون داشتن اطلاعات کافی از کیفیت آب آبیاری ممکن است نتایج غیر قابل پیش‌بینی بدست آید. بنابراین اولین قدم، تجزیه آب و تغییر آن برای احداث خزانه است.

نمونه گیری و نگهداری نمونه ها:

برای این‌که نتیجه تجزیه دقیق باشد، نمونه باید نمایانگر کیفیت آب مورد استفاده باشد. بنابر این دقت کافی باید اعمال گردد، مخصوصاً قبل از نمونه گیری از آب چاه، باید آب آن پمپاژ شود تا به سطح معمولی برسد سپس نمونه برداری صورت بگیرد. اگر از چاهی که آب آن در سطح معمولی قرار نگرفته نمونه‌گیری شود، نتایج مطلوبی نخواهد داد. در این رابطه می‌توان از هدایت سنج استفاده کرد، زمانی که EC آب چاه تغییر نکرد می‌توان نمونه‌گیری نمود. برای مشخص نمودن کیفیت باغبانی آب، می‌توان نمونه‌ها را در هر ظرف (غیر محلول در آب) گذاشت. مواد پلی‌اتیلنی یا پلی‌پروپیلنی بهتر از مواد شیشه‌ای هستند، چون ممکن است، مواد شیشه‌ای حاوی یک مقدار بور باشند. وقتی مواد برای تجزیه مواد آلی مثل علف‌کش‌ها جمع می‌شوند مواد پلاستیکی نباید استفاده شود، چون بعضی از پلاستیک‌ها بعضی از مواد آلی را جذب می‌کنند. به این دلیل، از مواد شیشه‌ای آزمایشگاهی استفاده می‌شود. اکثر آزمایش‌ها مقدار ml 500 آب لازم دارند تا تجزیه کامل صورت گیرد.

تجزیه و پارامترهای  تجزیه ای:

هر گلخانه‌دار یا خزانه‌دار باید یک دستگاه EC متر داشته باشد و EC آب را متناوباً کنترل نماید. تعیین pH نیز مخصوصاً موقعی که به آب اسید اضافه می‌شود، ضروری است. در بعضی موارد می توان مقدار pH را به‌طور مستمر کنترل نمود و اسید لازم را توسط پمپ‌ها به تانک تزریق کرد. قلیاییت آب‌هایی که به آنها اسید تزریق می‌شود باید در آزمایشگاه مشخص گردد. قلیاییت عمدتاً به‌خاطر  بالا بودن غلظت کربنات و بی‌کربنات است و مقدار آن با تیتراسیون بدست می‌آید. برای اندازه‌گیری قلیاییت باید از وسایل آزمایشگاهی مناسب استفاده کرد، که کیت‌های مخصوص از آن جمله هستند. هر وقت نیاز شد که آب را خودتان تجزیه کنید باید از وسایل آزمایشگاهی با استاندارد بالا استفاده نمود. محلول‌های استاندارد برای کالیبره کردن ECمتر و pHمتر در مغازه‌های معمولی فروش وسایل  آزمایشگاهی موجود است. نتایج حاصل از وسایل غیر استاندارد بسیار نامطلوب خواهد شد. در نگهداری محلول‌های استاندارد نیز باید دقت نمود تا همیشه تازه بمانند. از آزمایشگاه‌های نزدیک محل می توانید نتایج چند تجزیه را گرفته و با نتایج حاصل از تجزیه خودتان مقایسه کنید. نتایج بعضی از تجزیه ها در آزمایشگاه‌های اداره آبیاری و دانشگاه‌ها موجود است. اطلاعاتی که  از آزمایشگاه خصوصی می‌گیرید باید روش تجزیه‌ای استاندارد داشته باشد و مورد تایید موسسه تحقیقات خاک و آب باشد. اگر اطلاعات دقیقی بدست آوردید که زیاد مشکل نیست، باید در تفسیر آن اطلاعات نیز دقت شود.

ارزیابی تفصیلی

پارامترهای اساسی: پارامترهای اساسی یا توسط آزمایشگاه یا توسط افراد آشنا به علوم آزمایشگاهی تعیین می گردد. حداقل پارامترهای لازم عبارتند از: غلظت کلسیم، منیزیم، سدیم، آمونیوم، پتاسیم، کلر، سولفات، کربنات، بی‌کربنات، نیترات و فسفات. این‌ها باید با واحد میلی‌اکی‌والانت در لیتر (meq/l) بیان شوند. اگر گزارشی براساس ppm یا میلی گرم در لیتر باشد می توان آن را تبدیل نمود (ضمیمه1-2). می توان گزارش را به دو صورت میلی‌اکی والانت در لیتر یا میلی‌گرم در لیتر بیان نمود.

پارامتر نهایی از صفات کیفی آب pH و هدایت الکتریکی آب (ECw) است. ECw براساس واحد دسی زیمنس بر متر (dS/m) بیان می‌شود. بعضی از آزمایشگاه‌ها واحد EC را میلی‌موس یا میکروموس بر سانتی متر بیان می‌کنند (یا = µmhos/cm3-10 x mmhos/cm). یک دسی زیمنس بر متر برابر با یک میلی موس بر سانتی متر است (dS/m=mmhos/cm). برای ارزیابی تفصیلی نتایج، باید غلظت عناصر مس، روی، منگنز، آهن، بور، فلوئور و لیتیم براساس mg/l باشد. فاکتورهای مهم دیگر واکنش تعادلی (pHc) و نسبت جذب سدیمی تعدیل یافته است.

ارزیابی داده‌ها و پیش بینی‌های لازم:

چگونگی تغییر خواص شیمیایی مختلف آب‌ها بشرح زیر بیان می‌شود:

ـ آنیون‌ها و کاتیون‌های‌کل:

یک تجزیه شیمیایی باید مقدار کل آنیون‌ها و کاتیون‌ها را براساس meq/l   نشان دهد. میلی‌اکی‌والانت آنیون‌ها و کاتیون‌ها باید با هم مساوی باشد وگرنه نشان دهنده این است که کاتیون یا آنیون موجود در آب مشخص نشده و یا تجزیه اشکال داشته است. 

ـ کلسیم و منیزیم:

گیاهان به غلظت بالای کلسیم و منیزیم مقاومت زیادی نشان می دهند و غلظت آنها به حدی نیست که سبب شوری آب آبیاری گردد. بنابراین، حدود قابل قبول برای غلظت کلسیم و منیزیم تا بحال منتشر نشده است ولی کلسیم و منیزیم آب باید مشخص گردد، چون غلظت آنها در محاسبه نسبت جذب سدیمی تعدیل یافته لازم است. بعلاوه آبی که کلسیم و منیزیم بالایی داشته باشد آب سخت است. اگر آب سخت روی گیاهان پاشیده شود کربنات منیزیم یا کلسیم روی گیاه رسوب می‌کند و یا باعث مسدود شدن لوله‌های آبیاری می گردد.

ـ نسبت جذب سدیمی:

وضعیت سدیم یکی از مهمترین فاکتورهای خصوصیات کیفی آب است. اگر غلظت سدیم کمتر از (meq/l3 (mg/l69 باشد آبیاری بارانی مشکلی ندارد. بیش از این غلظت باعث صدمه به بافتهای هوایی گیاه می‌گردد. 

از کاربردهای نسبت جذب سدیمی تعدیل یافته می توان به اثرات سدیم روی نفوذ پذیری خاک و سمیت آن برای آسیمیلاسیون ریشه اشاره کرد. AdjRNa پایین تر از 3 مطلوب است. اصطلاحاتی که برای بیان سمیت سدیم بکار می رود عبارتند از: کربنات سدیم، درصد سدیم، درصد سدیم قابل تبادل (ESP) نسبت جذب سدیمی و نسبت جذب سدیمی تعدیل یافته است. نسبت جذب سدیمی تعدیل یافته را با علامت SARadj یا AdjRNa  نشان می‌دهند. تاثیر سدیم روی نفوذ‌پذیری خاک و زهکشی در ارتباط با تولید گلدانی گیاهان زینتی ناچیز است. در گیاهانی که در بستر خاکی کاشته می‌شوند مثل گل‌های بریده یا تولیدات زراعی، نفوذ‌پذیری خیلی مهم است. در کلAdjRNa   پایین تر از 6 تاثیر زیانباری ندارد ولی در مقادیر بالا ممکن است مشکلاتی بوجود آورد که حتماً باید کلسیم اضافه شود. وقتی اثرات شیمیایی آب، روی نفوذ‌پذیری خاک ارزیابی می‌شود باید به AdjRNa  توجه کرد، زیرا AdjRNa  در ارتباط با شوری است. اگر AdjRNa کمتر از 3 باشد اثرات سمی آب روی آسیمیلاسیون ریشه تاثیر ندارد. 

ـ سولفات:

سولفات برای تشخیص مشکلات کمبود یا سمیت اندازه‌گیری می‌شود. گزارش شده است که در غلظت سولفات کمتر از  meq/l1) 48 mg/l) نیاز گیاه برآورده نمی‌شود. در چنین مواردی تامین سولفات اضافی در آب کوددهی لازم است.

ـ کلرید:

اگر غلظت کل کمتر از  mg/l 108 باشد، علائم مسمومیت در اثر آبیاری بارانی (روی گیاهان) دیده نمی‌شود. در غلظت‌های بالا نباید این آب روی گیاه پاشیده شود. اگر غلظت کلرید کمتر از  mg/l 144 باشد در محیط ریشه تاثیر سمی ندارد.

ـ بی‌کربنات، کربنات و قلیاییت:

بنظر می‌رسد غلظت بی‌کربنات کمتر از mg/l 183 مشکل زا نباشد. شواهدی هست مبنی بر این‌که غلظت پایین بی‌کربنات ممکن است مفید باشد. غلظت بالای بی‌کربنات مشکلات عمده ای در pH خاک و جذب عناصر کم‌نیاز بوجود می‌آورد. در مورد مقدار کربنات آب تاکید بیشتر نشده است، زیرا آب‌ها اکثراً حاوی کربنات بالا نیستند. در اکثر آب‌های آبیاری بی‌کربنات عامل عمده در قلیاییت آب است. بعضی آزمایشگاهها قلیاییت را به‌ صورت مجموع کربنات و بی‌کربنات گزارش می نمایند.

ـ آمونیوم، نیترات، فسفر و پتاسیم:

این عناصر نه برای تعیین آستانه مقاومت گیاهان بلکه به‌خاطر تعیین آلودگی آب اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت آنها را باید در ارتباط با برنامه کوددهی تنظیم کرد. در سیستم های بسته نیز غلظت این عناصر را باید تنظیم نمود. در فصل 11 در این مورد توضیح داده خواهد شد.

ـ عناصر کم نیاز:

از جمله عناصر مهم کم نیاز مس، روی، منگنز، آهن و بور است. از اینها بر معمولاً یا حالت سمی (غلظت زیاد) و یا حالت کمبود (غلظت کم) دارد. آبی که کمتر از mg/l3/0 بور داشته باشد باید به آن بور اضافه کرد و آبی که بیشتر از mg/l 5/1 بور داشته باشد برای گیاه مشکل‌زا است. گیاهان نسبت به غلظت اضافی برخی از عناصر حساسیتهای مختلف نشان می دهند.

مقادیر مس، روی، منگنز و آهن در آزمایشگاه مشخص می‌شوند. این اعداد یا نتایج حاصله ممکن است مقدار واقعی عناصر غذایی آب را نشان ندهد. غلظت آهن و منگنز بیشتر از mg/l1 باعث رسوب اکسیدهای آنها شده و مشکلاتی را بوجود می‌آورد. این رسوب‌ها در آبیاری بارای باعث ایجاد رنگ سیاه یا زنگ آهن روی گیاهان خواهند شد. رسوب مواد منگنزی در لوله های آهنی و شیرها سبب اختلال در آبرسانی خواهد شد.

فلوئور و لیتیم نیز در بعضی از مکانها زیاد است. اگر غلظت فلوئور از mg/l1 بالاتر باشد سمی است. غلظت لیتیم باید کمترازmg/l 5/2 باشد و در مورد مرکبات وبعضی گیاهان حساس غلظت آن باید کمتر ازmg/l 075/0 باشد. در فصل 3 در مورد حذف بعضی از عناصر در آب بحث خواهد شد.

ـ هدایت الکتریکی (ECw):

این اصطلاح بعضی اوقات در ارتباط با هدایت مخصوص، شوری یا مقدار نمک بکار می رود. کل نمک‌ها‌ی محلول (TDS) با واحد میلی‌گرم در لیتر بیان می‌شود. TDS با ضرب کردن EC در عدد 640 بدست می آید (البته این مقدار یک مقدار تخمینی است که حدود 10 تا 20 % خطا دارد). اثرات EC خاک روی شوری (ECe) مهمتر است. این EC در عصاره خاک اشباع شده اندازه گیری می‌شود. برای تخمین شوری خاک EC آب را به شوری حاصل از افزایش کودها اضافه کرده و در عدد 5/1 ضرب کنید. این شوری (ECe) باید با جدول تفسیری مقایسه شود. اگر ECe پایین تر از عدد جدول باشد مشکلی نخواهد بود ولی اگر بالاتر بود عملکرد و کیفیت کاهش خواهد یافت و همچنین آب زیادی لازم است تا مانع تجمع نمک‌ها  در خاک گردد. در ECe  خیلی بالا نباید این آب مصرف شود.

pH و واکنش تعادلی:

pH یک پارامتر مهم آب است. محدوده pH در آب‌ها بین 6 تا 8 است. pH بالاتر از 7 برای گیاه مناسب نیست. تا زمانی که pH بالای خاک در اثر وجود یون‌های بی‌کربنات، کربنات، کلسیم و منیزیم باشد روی pH خاک تاثیر ندارند. بیشتر آب‌های با کیفیت خوب و مواد معدنی کمتر ممکن است pH بالا داشته باشند. آب‌هایی که pH پایین دارند در اثر مصرف مداوم باعث کاهش منیزیم و کلسیم خاک و نهایتاً کاهش pH می‌گردند. یکی از معیارهای مهم ارزیابی آب، ارزیابی pH و واکنش تعادلی است. واکنش تعادلی (pHc) یکی از معیارهای ارزیابی قلیاییت است.

اصطلاح pK2 و pKc  بترتیب لگاریتم منفی ثابت یونیزاسیون ثانویه H2CO3  و ثابت حلالیت CaCO3 است که هر دو برای بیان قدرت یونی است. اصطلاح p(Ca+Mg) و pAlK بترتیب لگاریتم منفی غلظت حلال Ca و Mg و غلظت اکی‌والانت باز (HCO3+CO3) تیتره شده است. برای راحتی کار، جدول تهیه شده توسط ویلککس در پیدا کردن این اعداد بکار می‌رود. این اعداد در ضمیمه 1-2 وجود دارد.

اگر pH آب بیشتر از pHc باشد، باید رسوب کلسیم و منیزیم را انتظار داشت این رسوبات روی شاخ و برگ گیاه جمع شده و کیفیت گیاه را پایین می‌آورد. همچنین در روزنه‌های ریز سیستم وارد شده و باعث مسدود شدن آنها می‌شوند. توجه کنید که قلیاییت بسیار مهم می‌باشد.

تهیه از: مهندس مجید آسیایی

حجم فایل: 2 مگابایت

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح