بررسي تأثير پساب فاضلاب شهري بر برخي ويژگي‌هاي هيدروليکي خاک

الموضوعات :

محسن دهقانی ¹ , پریسا مشایخی ²

1 - استاديار، بخش تحقيقات خاک و آب مرکز تحقيقات و آموزش کشاورزي و منابع طبيعي استان اصفهان، سازمان تحقيقات آموزش و ترويج کشاورزي اصفهان، ايران.
2 - استاديار، بخش تحقيقات خاک و آب مرکز تحقيقات و آموزش کشاورزي و منابع طبيعي استان اصفهان، سازمان تحقيقات آموزش و ترويج کشاورزي اصفهان، ايران.

تاريخ الإرسال : 08 الأحد , شعبان, 1445 تاريخ التأكيد : 07 الأحد , جمادى الثانية, 1446 تاريخ الإصدار : 16 السبت , شعبان, 1446

الکلمات المفتاحية: آبياري سطحي, پساب, نفوذ,

ملخص المقالة :

زمينه و هدف: با توجه به کاهش کمّي و کيفي منابع آب کشور و خشکسالي­هاي چند سال اخير، استفاده از پساب‌ها و فاضلاب‌ها از سوي کشاورزان به­منظور آبياري مزارع و باغات مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش به‌منظور بررسي تأثير آبياري با پساب  فاضلاب شهري بر برخي ويژگي‌هاي فيزيكي و هيدروليكي خاک در منطقه شمال اصفهان انجام گرديد. پارامترهاي هيدروليکي خاک از جمله سرعت نفوذ آب در خاک اهميت زيادي در مديريت بهينه آبياري جويچه‌اي دارد و اندازه‌گيري آن براي اين مزارع ضروري است.

 روش پژوهش: اين پژوهش با استفاده از پساب  فاضلاب شهري و به­صورت طرح آماري فاكتوريل با پايه بلوک كاملاً تصادفي با سه سطح تيمار آبياري (آبياري با پساب خروجي تصفيه‌خانه فاضلاب، آبياري به‌صورت تناوبي با پساب و آب چاه و آبياري با آب چاه)، در منطقه شمال اصفهان، صورت گرديد.

 يافته‌ها: تيمارهاي مختلف آبي تأثير معني­داري بر روي ميزان رطوبت خاک در ظرفيت زراعي (FC[1]) و نقطه پژمردگي دايم گياه (PWP[2]) نداشتند. مقدار وزن مخصوص ظاهري به­صورت معني­دار در سطح يک درصد، در تيمار آبياري با آب چاه  افزايش و در تيمار آبياري با پساب کاهش يافت. ميزان هدايت هيدروليکي اندازه­گيري شده در تيمار آبياري با پساب در حدود 20 درصد بيش­تر از تيمار آبياري با آب چاه بود. همچنين بيش­ترين ميزان اختلاف بين زمان پيشروي و پسروي در تيمار آبياري با پساب (4/68 دقيقه) و کم­ترين آن مربوط به آبياري با آب چاه (8/50 دقيقه) بود. نشان داد فرصت نفوذ آب به خاک در تيمار پساب بيش­تر از تيمار آبياري شده با آب چاه بوده است. روند كلي ضرايب معادله نفوذ کوستياکوف-لوييس در تيمار آب چاه نسبت به پساب كاهشي بود (به ترتيب حدود 58 و 60 درصد براي ضرايب k  و a). بيش­ترين ميزان ميانگين نفوذ تجمعي مربوط به پساب و كم­ترين مقدار مربوط به تيمار تناوبي بود. ميزان سرعت نفوذ آب به خاک در تيمار آبياري با پساب در حدود 001/0 متر بر دقيقه و در تيمار آبياري با آب چاه در حدود 0008/0 متر بر دقيقه بود که تقريباً معادل 73 درصد کاهش در سرعت نفوذ مي­باشد.

نتايج: براساس نتايج به­دست آمده از اين پژوهش، تاثير آبياري با پساب و آب چاه بر ويژگي­هاي مختلف فيزيکي خاک، تا حد زيادي به ويژگي­هاي شيميايي آب چاه و پساب و ماهيت اوليه پساب بستگي دارد. يون سديم موجود باعث تخريب ساختمان خاک و انسداد منافذ درشت شده و در کل باعث کم شدن حجم خلل و فرج موجود در خاک و متراکم­تر شدن آن و در نهايت افزايش وزن مخصوص ظاهري در خاک شد. ميزان هدايت هيدروليکي اندازه­گيري­شده در تيمار آبياري با پساب بيش­تر از تيمار آبياري با آب چاه بود. علت اين امر را مي­توان به افزايش مواد آلي خاك در اثر مصرف پساب و نيز افزايش غلظت کلسيم و منيزيم خاك، افزايش فعاليت ميکروبي خاك و بهبود ساختمان خاک نسبت داد.

 

[1] Field capacity

[2] Permanent wilting point

المصادر:

Abedi-Koupai, J., and Bakhtiarifar, A. (2003). Investigation of the effect of treated wastewater on hydraulic properties of emitters in trickle irrigation system. In: 20th Eur. Region. Conf. CD Int. Workshop Irrigation technologies and method: Research development and testing Montpellier France.
Aggelides, SM., and Londra, PA. (2000). Effects of compost produced from town wastes and sewage sludge on the physical properties of loamy soil and a clay soil. Bioresource Technology, 71,253-259.
Aiello, V. R., Martinez, C. E., & Araya, G. O. (2007). Impact of wastewater irrigation on soil physical and chemical properties in a semi-arid region of central Chile. Agriculture, Ecosystems & Environment, 119(1-2), 126-134.
Alizadeh, AME., Bazari, S., Velayati, M. Hasheminia, M., and Yaghmaei, A. (2001). Irrigation of corn with wastewater. pp. 147-154.
Ameri, A. R. and Yazdan-Panah, N. (2012). Investigating the effect of different proportions of urban sewage in irrigation water on some physical and chemical characteristics of soil. Sustainable Agricultural Science Research, 1(2): 37-47. (In Persian)
Assouline, S. and Narkis, K. (2011). Effects of long-term irrigation with treated wastewater on the hydraulic properties of a clayey soil. Water Resources Research, 47(8), 1-12.
Delibacak, S. Okur, B. and Ongum, AR. (2009). Effects of treated sewage sludge levels on temporal variations of some soil properties of a Typic Xerofluvent soil in Menemen Plain Western Anatolia. Turkey. Environmental Monitoring Assessment, 148(1), 85-95.
Elliott, R.L. and Walker, WR. (1982). Field evaluation of furrow infiltration and advance functions. Transaction ASAE, 25, 396-400.
Farmanifard, M., Qamarnia, H., Pirsaheb, M. and Fatahi, N. (2016). The effect of long-term irrigation with treated wastewater of Kermanshah city on some soil physical characteristics. Journal of Water Research in Agriculture, 31 (3), 493-508. (In Persian)
Gharbi, TL., Merdy, P., Raynaud, M., Pfeifer, HR. and Lucas, Y. (2010). Effects of long-term irrigation with treated wastewater. Part I: Evolution of soil physico-chemical properties. Applied Geochemistry, 25(2),1703–1710.
Hanifeh Lu, A. and Moazed, H. (2007). The effects of irrigation with the wastewater of Ahvaz city on soil hydraulic properties. Agricultural Engineering Research, 8(2), 62-47. (In Persian)
Hasan Oqli, A., Liaqat, A., Mirabzadeh, M., Vothoqi, M. and tomorrow, AH . (2005). Investigating the effects of irrigation with domestic wastewater on the transfer of substances to the depth of the soil and the quality of drainage water coming out of the lysimeter. Proceedings of the 11th Conference of Iran's National Irrigation and Drainage Committee. Tehran, January 3 and 4, 2012, 317-334. (In Persian)
Hasan, M. A., Al-Kaisi, M. H., & Al-Taani, A. A. (2014). Effect of long-term wastewater irrigation on soil properties in an arid region. Journal of Environmental Science and Health, Part B, 49(10), 739-747.
Kabusi, K. (2013). Evaluation of medium-term effects of irrigation with treated wastewater on physical and chemical properties of soil (case study: Wastewater treatment plant of Bandar Gaz city). Journal of Land Management, 2(2), 110-95. (In Persian)
Khodadadi, N., Ghorbani Dashtaki, Sh. and Kayani, Sh. (2014). The effect of irrigation water quality on some physical characteristics of the soil in the lands cultivated with rice (Oryza Sativa) 15-28. Journal of Water and Soil Resources Protection, 4(3), 15-28. (In Persian)
Loy, S., Amjad, T. Assi., Rabi, H., Morgan, M. and Jantrania, A. (2018) .The effect of municipal treated wastewater on the water holding properties of a clayey, calcareous soil. Science of the Total Environment, 643, 807–818.
Mahmoudi, Sh. and Hakimian, M. (2000). Basics of soil science (3rd edition) Tehran University Publications, pages 33 to 57. (In Persian)
Nadav, I., Arye, G., Tarchitzky J. and Chen, Y. (2012). Enhanced infiltration regime for treated-wastewater purification in soil aquifer treatment (SAT). Journal of Hydrology, 421, 275–283.
Taghi Khoo, M. (2011). The effect of irrigation with urban sewage of Shahrekord on some physical and chemical characteristics of soil, growth and yield of red bean. Master's thesis in the field of soil engineering, majoring in physics and soil protection, Faculty of Agriculture, Shahrekord University. (In Persian)
Taghvaian, S., Alizadeh, A. and Danesh, Sh. (2007). The effect of using wastewater in irrigation on the physical and some chemical characteristics of the soil. Irrigation and Drainage, 1(1), 61-49. (In Persian)
Tunc, T. and Sahin, U. (2015). The changes in the physical and hydraulic properties of a loamy soil under irrigation with simpler-reclaimed wastewaters. Agricultural Water Management, 158, 213–224.
Valiantzas, JD., Aggelides, S., and Sassalou, A. (2001). Furrow infiltration estimation from time to a single advance point. Agricultural Water Management, 52,17-32.
Vali Nejad, M., Mostafazadeh, B. and Mirmohammadi Meybodi, SAM. (2012). The effect of Shahin Shahr treated wastewater on the agricultural and chemical characteristics of corn under rain and surface irrigation systems. Agricultural Sciences and Natural Resources, 9(1), 103-115.
Yazdani, V., Kahraman, B., Davari, K. and Fazli, A. (2013). The effect of wastewater on the physical and chemical characteristics of soil. Environmental Science and Technology, 16, 558-543. (In Persian)