Αξιολόγηση ποιότητας υπόγειων υδάτων μέσω του δείκτη ποιότητας νερού και του GIS: Λεκάνη του ποταμού Modjo, Κεντρική Αιθιοπία
Από RemoteSensing Wiki
(Νέα σελίδα με 'Πρωτότυπος τίτλος: Groundwater quality assessment using water quality index and GIS technique in Modjo River Basin, central Ethiopia Συγγραφείς...') |
|||
| Γραμμή 5: | Γραμμή 5: | ||
Δημοσιεύθηκε: 28 Ιούνιου 2018 | Δημοσιεύθηκε: 28 Ιούνιου 2018 | ||
| - | Λέξεις κλειδιά: Δείκτη ποιότητας νερού, Πόσιμο νερό | + | Λέξεις κλειδιά: Δείκτη ποιότητας νερού, Πόσιμο νερό, Υπόγεια ύδατα, GIS, Αιθιοπία |
Αντικείμενο εφαρμογής: Αξιολόγηση ποιότητας υπόγειων υδάτων | Αντικείμενο εφαρμογής: Αξιολόγηση ποιότητας υπόγειων υδάτων | ||
| Γραμμή 79: | Γραμμή 79: | ||
'''4.4.1. Δείκτης Ποιότητας Νερού (WQI)''' | '''4.4.1. Δείκτης Ποιότητας Νερού (WQI)''' | ||
| - | Η ανάλυση του δείκτη ποιότητας νερού (WQI) για πόσιμη χρήση έδειξε ότι τα περισσότερα δείγματα υπόγειου νερού κατατάσσονται στην κατηγορία "καλή" ποιότητα νερού. Το δείγμα αριθ. 12 κατατάχθηκε ως "εξαιρετικό," ενώ το δείγμα αριθ. 10 χαρακτηρίστηκε ως "φτωχό" λόγω έντονης αλληλεπίδρασης νερού-πετρώματος και ρύπανσης από αστικά λύματα. Οι υψηλές τιμές TDS, Ca2+, HCO3- και Νa+ προσδιορίστηκαν ως οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν τον WQI. Κανένα από τα δείγματα δεν κατατάχθηκε ως "ακατάλληλο" για πόση. Η χωρική χαρτογράφηση του WQI δείχνει ότι η πλειονότητα της περιοχής μελέτης έχει τιμές WQI κάτω από 100 mg/L, υποδεικνύοντας καταλληλότητα για πόσιμο νερό. | + | Η ανάλυση του δείκτη ποιότητας νερού (WQI) για πόσιμη χρήση έδειξε ότι τα περισσότερα δείγματα υπόγειου νερού κατατάσσονται στην κατηγορία "καλή" ποιότητα νερού. Το δείγμα αριθ. 12 κατατάχθηκε ως "εξαιρετικό," ενώ το δείγμα αριθ. 10 χαρακτηρίστηκε ως "φτωχό" λόγω έντονης αλληλεπίδρασης νερού-πετρώματος και ρύπανσης από αστικά λύματα. Οι υψηλές τιμές TDS, Ca2+, HCO3- και Νa+ προσδιορίστηκαν ως οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν τον WQI. Κανένα από τα δείγματα δεν κατατάχθηκε ως "ακατάλληλο" για πόση. Η χωρική χαρτογράφηση του WQI δείχνει ότι η πλειονότητα της περιοχής μελέτης έχει τιμές WQI κάτω από 100 mg/L, υποδεικνύοντας καταλληλότητα για πόσιμο νερό[[Αρχείο:ETH1.png|200px|thumb|right|Εικόνα 1:Χωρική διακύμανση του Δείκτη Ποιότητας Νερού (WQI)]][[Αρχείο:ETH2.png|200px|thumb|right|Εικόνα 2:Χάρτης χωρικής διακύμανσης των SAR (α), Na% (β) και RSC (γ)]]. |
'''4.5. Καταλληλότητα για Αρδευτική Χρήση''' | '''4.5. Καταλληλότητα για Αρδευτική Χρήση''' | ||
Παρούσα αναθεώρηση της 10:33, 10 Φεβρουαρίου 2025
Πρωτότυπος τίτλος: Groundwater quality assessment using water quality index and GIS technique in Modjo River Basin, central Ethiopia
Συγγραφείς: Nafyad Serre Kawo, Shankar Karuppannan
Δημοσιεύθηκε: 28 Ιούνιου 2018
Λέξεις κλειδιά: Δείκτη ποιότητας νερού, Πόσιμο νερό, Υπόγεια ύδατα, GIS, Αιθιοπία
Αντικείμενο εφαρμογής: Αξιολόγηση ποιότητας υπόγειων υδάτων
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2018.06.034
1. Εισαγωγή
Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν βασική πηγή νερού παγκοσμίως, ιδιαίτερα για οικιακή χρήση και άρδευση σε πολλές αφρικανικές και αιθιοπικές αστικές περιοχές. Ωστόσο, η ποιότητά τους απειλείται ολοένα και περισσότερο από ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως η αστικοποίηση, η βιομηχανική ανάπτυξη και η εντατική γεωργία. Στην κύρια κοιλάδα ρήγματος της Αιθιοπίας, συμπεριλαμβανομένης της λεκάνης του ποταμού Modjo, υψηλές συγκεντρώσεις φθορίου από ηφαιστειακούς υδροφόρους ορίζοντες και ρύπανση από αστικά και βιομηχανικά απόβλητα έχουν υποβαθμίσει την ποιότητα του νερού. Μια μελέτη που περιλάμβανε 31 δείγματα χρησιμοποίησε GIS για να χαρτογραφήσει τη χωρική μεταβολή κατιόντων και ανιόντων, αξιολογώντας την καταλληλόλητα του νερού για πόση και άρδευση. Ενώ το 93,54% των δειγμάτων ήταν καλής ή εξαιρετικής ποιότητας για πόση, η καταλληλόλητα για άρδευση παρουσίασε προβλήματα, όπως υψηλό υπολειμματικό ανθρακικό νάτριο (RSC). Η μελέτη υπογράμμισε την ανάγκη για παρακολούθηση ποιότητας νερού, προστασία υδροφόρων οριζόντων και βιώσιμες διαχειριστικές πρακτικές.
2. Περιγραφή Περιοχής
2.1. Περιγραφή Θέσης
Η λεκάνη απορροής του ποταμού Modjo βρίσκεται στο βορειοδυτικό τμήμα του Κεντρικού Κύριου Ρήγματος της Αιθιοπίας, εντός της ανώτερης λεκάνης του ποταμού Awash, στην Περιφερειακή Εθνική Πολιτεία Oromia, στη Διοικητική Ζώνη East Shawa. Η περιοχή δέχεται μέσο ετήσιο ύψος βροχής 862,36 mm, και ο ποταμός Modjo, που διασχίζει την πόλη Modjo, εξυπηρετεί πολλαπλές χρήσεις.
2.2. Γεωλογία και Υδρογεωλογία Περιοχής Μελέτης
Η λεκάνη του ποταμού Modjo καλύπτεται κυρίως από λιμναίες αποθέσεις με πρωτογενή πορώδη δομή και πυροκλαστικά Chefe Donsa. Οι κύριες υδροφορείς περιλαμβάνουν λιμναίες αποθέσεις, βασάλτες του Τεταρτογενούς, ιγνιμβρίτες και ρωγμώδεις βασάλτες. Υπάρχουν τρία συστήματα υδροφορέων: οι αλλουβιακοί και λιμναίοι, οι ανώτεροι βασαλτικοί και οι κατώτεροι βασαλτικοί υδροφορείς, με τους πρώτους να έχουν υψηλό υδατικό δυναμικό σε επίπεδες περιοχές. Το πάχος των υδροφορέων ποικίλλει, φτάνοντας τα 80 μέτρα γύρω από τις λίμνες Bishoftu και την περιοχή Modjo. Η ανατροφοδότηση του υπόγειου νερού προέρχεται κυρίως από τη βροχόπτωση, τα ποτάμια και τις λίμνες, με σημαντική ανατροφοδότηση στις ορεινές περιοχές. Ο νότιος πυθμένας του ρήγματος και οι κεντρικές πεδινές περιοχές λειτουργούν ως ζώνες αποφόρτισης. Η άντληση υπογείων υδάτων καλύπτει βιομηχανικές και οικιακές ανάγκες, με πηγάδια να φτάνουν σε βάθος 300-350 μέτρων, αξιοποιώντας τους κατώτερους βασαλτικούς υδροφορείς κάτω από 250 μέτρα. Παρά το δυναμικό, τα πρότυπα ροής των υπόγειων υδάτων είναι πολύπλοκα λόγω των διαφορών στα ηφαιστειακά χαρακτηριστικά των υδροφορέων.
3. Προσέγγιση και Μεθοδολογία
Για την αξιολόγηση της ποιότητας των υπογείων υδάτων στη λεκάνη του ποταμού Modjo, συλλέχθηκαν 31 δείγματα από υπάρχοντα πηγάδια. Μετρήθηκαν στο πεδίο το ΡΗ και η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC), ενώ υπολογίστηκαν τα συνολικά διαλυμένα στερεά (TDS). Αναλύθηκαν στο εργαστήριο κύρια κατιόντα και ανιόντα, όπως Ca, Mg, Na, K, CI, F, HCO₃, NO, PO4, και SO42, σύμφωνα με τα πρότυπα μεθόδους. Εφαρμόστηκαν μέτρα διασφάλισης και ελέγχου ποιότητας (QA/QC) κατά την ανάλυση. Η μέθοδος παρεμβολής με αντιστρεπτά σταθμισμένη απόσταση (IDW) σε GIS χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία χαρτών χωρικής κατανομής παραμέτρων, παρέχοντας ακριβή και λεπτομερή εικόνα της ποιότητας των υπογείων υδάτων. Οι χάρτες IDW επικυρώθηκαν με δεδομένα πεδίου και εργαστηριακές αναλύσεις, εξασφαλίζοντας αξιόπιστα αποτελέσματα για τη χωρική κατανομή της ποιότητας του νερού στην περιοχή.
3.1. Δείκτης Ποιότητας Νερού (WQI)
Ο Δείκτης Ποιότητας Νερού (WQI) υπολογίζεται μέσω της ανάθεσης βαρών (wi) στις παραμέτρους του υπόγειου νερού, του υπολογισμού των σχετικών βαρών (Wi) και των ποσοστών ποιότητας (qi). Οι παράμετροι που συμπεριλήφθηκαν ήταν το ΡΗ, τα συνολικά διαλυμένα στερεά (TDS), κύρια κατιόντα (Ca2+, Mg2+, Na*, Κ΄) και ανιόντα (CI, SO42-, NO3, F΄). Τα βάρη καθορίστηκαν ανάλογα με τη σημασία κάθε παραμέτρου για την ποιότητα του πόσιμου νερού, με μέγιστο βάρος 5 για κρίσιμες παραμέτρους όπως τα TDS, NO3΄ και Ε΄. Με βάση συγκεκριμένες εξισώσεις, υπολογίστηκαν οι τιμές qi για κάθε παράμετρο, και ο συνολικός WQI χρησιμοποιήθηκε για την ταξινόμηση του νερού σε κατηγορίες όπως εξαιρετική, καλή, φτωχή, πολύ φτωχή ή ακατάλληλη για πόση. Χάρτες χωρικής κατανομής του WQI δημιουργήθηκαν με τη μέθοδο IDW σε GIS για την αξιολόγηση της ποιότητας του νερού στην περιοχή μελέτης.
3.2. Ποιότητα Νερού για Αρδευτική Χρήση
Η καταλληλότητα των υπόγειων υδάτων για άρδευση στην περιοχή μελέτης αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας τρεις βασικές παραμέτρους: ποσοστό νατρίου (Na%), λόγο απορρόφησης νατρίου (SAR) και υπολειμματικό ανθρακικό νάτριο (RSC). Οι συγκεντρώσεις εκφράστηκαν σε χιλιοϊσοδύναμα ανά λίτρο (meq/I).
3.3. Λόγος Απορρόφησης Νατρίου (SAR)
Ο SAR υπολογίστηκε ως ο λόγος του νατρίου (Na+) προς τη ρίζα του μέσου όρου των συγκεντρώσεων ασβεστίου (Ca2+) και μαγνησίου (Mg2+), διαιρεμένου δια δύο.
3.4. Ποσοστό Νατρίου (Na%)
Το Na% υπολογίστηκε βάσει της αναλογίας νατρίου (Na+) και καλίου (Κ+) προς τη συνολική συγκέντρωση κατιόντων, που περιλαμβάνουν ασβέστιο (Ca2+) και μαγνήσιο (Mg2+).
3.5. Υπολειμματικό Ανθρακικό Νάτριο (RSC)
Το RSC προσδιορίστηκε ως η διαφορά μεταξύ των συνολικών συγκεντρώσεων διττανθρακικού (HCO3-) και ανθρακικού (CO32-) και του αθροίσματος ασβεστίου (Ca2+) και μαγνησίου (Mg2+).
4. Αποτελέσματα και Συζήτηση
Η μελέτη αξιολόγησε την ποιότητα των υπογείων υδάτων μέσω της ανάλυσης βασικών παραμέτρων, όπως το ΡΗ, η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC), τα συνολικά διαλυμένα στερεά (TDS), κύρια κατιόντα (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) και ανιόντα (CI-, SO42-, NO3-, F-, HCO3-, PO43-). Το pH κυμάνθηκε από 6.5 έως 8.2, υποδεικνύοντας ελαφρώς όξινο έως αλκαλικό νερό, με μέσο όρο 7.2. Οι τιμές EC κυμάνθηκαν από 366 έως 1528 μS/cm, ενώ τα TDS από 240 έως 1030 mg/L. Κυρίαρχα κατιόντα ήταν το Ca2+ (3.2-174.8 mg/L) και το Na+ (32.6-208 mg/L), ενώ κυρίαρχο ανιόν ήταν το HCO3- (224.5-1000.4 mg/L). Άλλα ανιόντα, όπως το SO42- και το CI-, ήταν εντός αποδεκτών ορίων. Η συγκέντρωση του φθορίου (F-) κυμάνθηκε από 0.4 έως 3.7 mg/L, ενώ τα νιτρικά (NO3-) ήταν χαμηλά, από 0.3 έως 5.5 mg/L. Η μελέτη έδειξε ότι η ποιότητα του νερού ήταν γενικά εντός των κατευθυντήριων γραμμών του ΠΟΥ, εκτός από μεμονωμένες παραμέτρους που απαιτούν διαχείριση για πόσιμο νερό.
4.1. Χωρική Διακύμανση των Παραμέτρων των Υπόγειων Υδάτων
4.1.1. pH, Αγωγιμότητα, TDS
Ο χάρτης χωρικής κατανομής του ρΗ στη λεκάνη του ποταμού Modjo δείχνει ότι τα υπόγεια ύδατα είναι ελαφρώς όξινα έως αλκαλικά, με τιμές ρΗ εντός του εύρους που προτείνει ο ΠΟΥ (6.5-8.5). Υψηλότερες τιμές ΡΗ παρατηρούνται στα βόρεια και νότια τμήματα της περιοχής, συνδεδεμένες με βαθιά κυκλοφορία υπόγειων υδάτων. Ο χάρτης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) δείχνει υψηλότερες τιμές σε περιοχές χαμηλού υψομέτρου κοντά στον ποταμό Modjo και τις λίμνες, πιθανώς λόγω της αλληλεπίδρασης επιφανειακών και υπόγειων υδάτων και της ρύπανσης από βιομηχανικά και αστικά απόβλητα. Χαμηλότερες τιμές ΕC παρατηρούνται στις ορεινές περιοχές, οι οποίες λειτουργούν ως ζώνες ανατροφοδότησης. Ο χάρτης TDS δείχνει ότι τα περισσότερα υπόγεια ύδατα της περιοχής έχουν τιμές κάτω από 500 mg/L, κατατασσόμενα ως γλυκά νερά, εκτός από ορισμένες περιοχές στα ανατολικά με υψηλότερες τιμές TDS λόγω της διαλυτότητας των ορυκτών.
4.1.2. Κύρια Κατιόντα
Ο χάρτης χωρικής κατανομής του ασβεστίου και του μαγνησίου δείχνει ότι η πλειονότητα της περιοχής μελέτης έχει συγκεντρώσεις Ca2+ κάτω από 100 mg/L, εκτός από τα ανατολικά όπου η αλληλεπίδραση νερού-πετρώματος αυξάνει τα επίπεδα. Οι συγκεντρώσεις Ca2+ και Mg2+ προέρχονται από ηφαιστειακούς και βασαλτικούς υδροφορείς και μειώνονται προς την κοιλάδα του ρήγματος λόγω διαδικασιών ανταλλαγής κατιόντων. Και οι δύο συγκεντρώσεις Ca2+ και Mg2+ βρίσκονται γενικά κάτω από τα όρια του ΠΟΥ, που είναι 75 mg/L και 50 mg/L, αντίστοιχα. Για το νάτριο (Na+) και το κάλιο (Κ+), η συγκέντρωση του Νa+ είναι υψηλότερη, με αυξημένα επίπεδα στο νότιο τμήμα της περιοχής λόγω ανταλλαγής κατιόντων όπου το Νa+ αντικαθιστά το Ca2+ κατά τη ροή του υπόγειου νερού. Σε ορισμένες περιοχές, η συγκέντρωση του Νa+ υπερβαίνει το όριο του ΠΟΥ των 200 mg/L, επηρεάζοντας ενδεχομένως τη γεύση, ενώ το Κ+ παραμένει κάτω από την κατευθυντήρια τιμή των 12 mg/L. H πηγή του Νa+ αποδίδεται στη διάβρωση όξινων ηφαιστειακών πετρωμάτων και στις αλληλεπιδράσεις νερού-πετρώματος.
4.1.3. Κύρια Ανιόντα
Το διττανθρακικό (HCO3-) είναι το κυρίαρχο ανιόν στην περιοχή μελέτης, με υψηλές συγκεντρώσεις στις ορεινές περιοχές λόγω χημικών αντιδράσεων μεταξύ υπόγειου νερού και πυριτικών ορυκτών. Οι συγκεντρώσεις θειικών (SO42-) είναι κάτω από το όριο του ΠΟΥ των 250 mg/L και προέρχονται κυρίως από ηφαιστειακά προϊόντα και ανθρωπογενείς πηγές, όπως η χρήση λιπασμάτων. Οι συγκεντρώσεις χλωρίου (CI-) είναι κάτω από 200 mg/L, εντός των ορίων του ΠΟΥ, και πηγάζουν από το νερό της βροχής, τη γεωργία και την απόρριψη αποβλήτων. Τα επίπεδα νιτρικών (NO3-) είναι κυρίως κάτω από 25 mg/L, με υψηλότερες συγκεντρώσεις σε γεωργικές και βιομηχανικές ζώνες, παραμένοντας εντός του ορίου του ΠΟΥ των 50 mg/L. Οι συγκεντρώσεις φθορίου (F-) είναι χαμηλές στις ορεινές περιοχές αλλά αυξάνονται προς τον πυθμένα του ρήγματος, ξεπερνώντας το όριο του ΠΟΥ των 1.5 mg/L σε ορισμένες περιοχές λόγω της υψηλής ορυκτοποίησης σε ηφαιστειακούς υδροφορείς πλούσιους σε νάτριο.
4.2. Υδρογεωχημικοί Τύποι
Οι τύποι νερού στην περιοχή μελέτης ταξινομήθηκαν μέσω των διαγραμμάτων Piper και Gibbs, με τους κυρίαρχους τύπους να είναι οι Ca-Na-HCO3, Na-Ca-HCO3 και Na-HCO3, βάσει των κύριων κατιόντων και ανιόντων. Η αλληλεπίδραση μεταξύ υπόγειου νερού και πυριτικών ορυκτών, μαζί με την αλληλεπίδραση νερού-πετρώματος, ελέγχει κυρίως τα υδρογεωχημικά χαρακτηριστικά. Ο λόγος Ca2+/Mg2+ μεγαλύτερος του 2 υποδεικνύει την υδρόλυση πυριτικών ορυκτών ως κύρια πηγή Ca2+ και Mg2+. Οι τύποι νερού, όπως ο Na-HCO3, βρέθηκαν έντονα ορυκτοποιημένοι λόγω σημαντικής αλληλεπίδρασης νερού-πετρώματος, κυρίως κοντά στην κοιλάδα του ρήγματος και στις κεντρικές πεδινές περιοχές. Οι διεργασίες ανταλλαγής κατιόντων, όπου το Νa+ αντικαθιστά το Ca2+, παρατηρήθηκαν κατά μήκος των ροών υπόγειου νερού. Ο δείκτης Schoeller (CAI-1 και CAI-2) χρησιμοποιήθηκε για την ποσοτικοποίηση των επιδράσεων ανταλλαγής κατιόντων, επιβεβαιώνοντας ότι το Νa+ και το Κ+ ανταλλάσσονται με το Ca2+ και το Mg2+ σε υλικά υδροφορέων. Αυτές οι διεργασίες οδηγούν σε μετάβαση από χαμηλά ορυκτοποιημένο νερό Ca-Na-HCO3 στις ορεινές περιοχές σε έντονα ορυκτοποιημένο νερό Na-HCO3 κοντά στον πυθμένα του ρήγματος.
4.3. Συντελεστής Συσχέτισης
Η αλληλεξάρτηση των φυσικοχημικών παραμέτρων των υπογείων υδάτων αναλύθηκε μέσω πίνακα συσχέτισης. Υψηλές θετικές συσχετίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC), των συνολικών διαλυμένων στερεών (TDS) και κύριων ιόντων όπως Ca2+, Νa+, Κ+, HCO3-, SO42- και CI-, υποδεικνύοντας ότι οι αυξημένες τιμές EC οφείλονται σε υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων. Θετικές συσχετίσεις μεταξύ Νa+ και HCO3- (0.68) και Ca2+ και HCO3- (0.78) δείχνουν αντιδράσεις μεταξύ πυριτικών ορυκτών και νερού, απελευθερώνοντας διττανθρακικά. Αρνητικές συσχετίσεις, όπως μεταξύ Να' και Mg2+ (-0.58), υποδεικνύουν διεργασίες ανταλλαγής κατιόντων, όπου το Νa+ αντικαθιστά το Ca2+ ή το Mg2+ κατά μήκος των ροών υπόγειου νερού, συμβάλλοντας σε υψηλά επίπεδα φθορίου (F-). Οι χαμηλές συσχετίσεις των νιτρικών (NO3-) με άλλες παραμέτρους δείχνουν ότι πιθανή πηγή τους είναι η γεωργία. Συνολικά, η αλληλεπίδραση νερού-πετρώματος και η ανταλλαγή κατιόντων κατά μήκος της ροής των υπόγειων υδάτων από τις ορεινές περιοχές (βορράς) προς τον πυθμένα του ρήγματος (νότος) οδηγούν στην υδρογεωχημική εξέλιξη της ποιότητας του νερού.
4.4. Καταλληλότητα για Πόσιμο Νερό
4.4.1. Δείκτης Ποιότητας Νερού (WQI)
Η ανάλυση του δείκτη ποιότητας νερού (WQI) για πόσιμη χρήση έδειξε ότι τα περισσότερα δείγματα υπόγειου νερού κατατάσσονται στην κατηγορία "καλή" ποιότητα νερού. Το δείγμα αριθ. 12 κατατάχθηκε ως "εξαιρετικό," ενώ το δείγμα αριθ. 10 χαρακτηρίστηκε ως "φτωχό" λόγω έντονης αλληλεπίδρασης νερού-πετρώματος και ρύπανσης από αστικά λύματα. Οι υψηλές τιμές TDS, Ca2+, HCO3- και Νa+ προσδιορίστηκαν ως οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν τον WQI. Κανένα από τα δείγματα δεν κατατάχθηκε ως "ακατάλληλο" για πόση. Η χωρική χαρτογράφηση του WQI δείχνει ότι η πλειονότητα της περιοχής μελέτης έχει τιμές WQI κάτω από 100 mg/L, υποδεικνύοντας καταλληλότητα για πόσιμο νερό
4.5. Καταλληλότητα για Αρδευτική Χρήση
Η καταλληλότητα του υπόγειου νερού για άρδευση καθορίζεται από την περιεκτικότητα του σε διαλυμένα ιόντα, καθώς η υπερβολική περιεκτικότητα μπορεί να επηρεάσει τη γονιμότητα του εδάφους, την ανάπτυξη των φυτών και τις αποδόσεις των καλλιεργειών. Η υψηλή αλατότητα μπορεί να τροποποιήσει την ωσμωτική πίεση στη ριζική ζώνη, μειώνοντας την απορρόφηση νερού.
4.5.1. Λόγος Απορρόφησης Νατρίου (SAR)
Ο SAR χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των κινδύνων αλκαλικότητας για άρδευση. Οι τιμές SAR στην περιοχή μελέτης κυμαίνονται από 0.93 έως 22.61 meq/L, με μέσο όρο 3.38 meq/L. Εκτός από ένα δείγμα με υψηλό SAR, τα περισσότερα δείγματα κατατάσσονται στις κατηγορίες "εξαιρετικό έως καλό" ή "καλό έως αποδεκτό" για άρδευση. Περίπου το 71% των δειγμάτων ανήκουν στην κατηγορία C2-S1, που υποδηλώνει μέτρια αλατότητα και χαμηλή περιεκτικότητα σε νάτριο, καθιστώντας το νερό κατάλληλο για τις περισσότερες καλλιέργειες.
4.5.2. Ποσοστό Νατρίου (Na%)
Το Na% χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των κινδύνων νατρίου στο αρδευτικό νερό. Η υπερβολική περιεκτικότητα σε νάτριο μειώνει τη διαπερατότητα του εδάφους και περιορίζει την κυκλοφορία του νερού. Τα περισσότερα δείγματα υπόγειου νερού της περιοχής μελέτης κατατάσσονται στις κατηγορίες "εξαιρετικό έως καλό" ή "καλό έως αποδεκτό" για άρδευση. Περίπου το 9.7% των δειγμάτων είναι μέτρια κατάλληλα υπό ευνοϊκές συνθήκες αποστράγγισης, ενώ το 6.45% θεωρείται ακατάλληλο λόγω υψηλής περιεκτικότητας σε νάτριο.
4.5.3. Υπολειμματικό Ανθρακικό Νάτριο (RSC)
Η καταλληλότητα των υπόγειων υδάτων για άρδευση επηρεάζεται από την ισορροπία ανθρακικών και διττανθρακικών σε σχέση με το ασβέστιο και το μαγνήσιο. Υψηλές τιμές RSC (άνω των 2.50 meq/L) περιορίζουν τη ροή αέρα και νερού στο έδαφος, οδηγώντας σε υποβάθμιση του εδάφους και ακαταλληλότητα για άρδευση. Στην περιοχή μελέτης, οι τιμές RSC κυμαίνονται από 0.32 έως 7.27 meq/L, με μέσο όρο 2.93 meq/L. Σύμφωνα με την ανάλυση RSC, το 41.93% των δειγμάτων κατατάχθηκε ως "αμφίβολης" και το 48.38% ως "ακατάλληλης" ποιότητας για άρδευση. Ωστόσο, το 9.67% των δειγμάτων είχαν τιμές RSC εντός αποδεκτών ορίων και κατατάχθηκαν ως "κατάλληλα" για άρδευση. Η χωρική κατανομή έδειξε ότι τα ακατάλληλα δείγματα εντοπίστηκαν κυρίως στα βορειοδυτικά, κεντρικά και νότια τμήματα της περιοχής μελέτης, υποδεικνύοντας ότι η πλειονότητα των υπόγειων υδάτων ανήκει στην κατηγορία "αμφίβολης" έως "ακατάλληλης" ποιότητας για άρδευση.
5. Συμπεράσματα
Η μελέτη αξιολόγησε την ποιότητα των υπόγειων υδάτων στη λεκάνη του ποταμού Modjo μέσω της ανάλυσης 31 δειγμάτων για κύρια κατιόντα και ανιόντα. Οι χωρικές μεταβολές της ποιότητας των υπόγειων υδάτων χαρτογραφήθηκαν με τη μέθοδο παρεμβολής IDW σε GIS. Τα κυρίαρχα ιόντα ήταν Na+, Ca2+ και HCO3-. Οι αναλύσεις Piper ανέδειξαν τρεις τύπους νερού: Ca-Na- HCO3, Na-Ca- HCO3 και Na- HCO3. Ο τύπος Ca-Na-HCO3, με ελάχιστη αλληλεπίδραση νερού-πετρώματος, βρίσκεται σε ζώνες ανατροφοδότησης στα υψίπεδα και τις κεντρικές περιοχές, ενώ ο τύπος Na- HCO3, που υποδεικνύει σημαντική αλληλεπίδραση, βρίσκεται στις κεντρικές και νότιες περιοχές. Τα διαγράμματα Gibbs επιβεβαίωσαν ότι η αλληλεπίδραση νερού-πετρώματος και η ανταλλαγή κατιόντων είναι βασικές διεργασίες που επηρεάζουν τη χημεία του νερού. Η ανάλυση ποιότητας νερού έδειξε ότι το 93.54% των δειγμάτων είναι κατάλληλα για πόση, αλλά το 3.23% έχει κακή ποιότητα λόγω έντονης αλληλεπίδρασης νερού-πετρώματος και αστικής ρύπανσης στις κεντρικές περιοχές. Για άρδευση, τα περισσότερα δείγματα κρίθηκαν κατάλληλα, αν και ορισμένα αξιολογήθηκαν ως αμφίβολα ή ακατάλληλα λόγω υψηλής περιεκτικότητας σε νάτριο. Οι πηγές ρύπανσης περιλαμβάνουν αστικά απόβλητα, λιπάσματα και βιομηχανικές δραστηριότητες, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για βιώσιμη διαχείριση των υπόγειων υδάτων.
