فایل شناسایی منابع آلاینده برای تدوین یک سیستم پایش آبهای سطحی و زیرزمینی توسط مدل BASINS
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته عمران و نقشه برداری (آموزش_و_پژوهش)
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.
چكيده
محدوده مطالعاتی دشت شیراز، یک حوزه بسته است که به صورت یک ناودیس کشیده بوده و از شمال و جنوب توسط ارتفاعات و از شرق توسط دریاچه مهارلو محصور است. این شکل خاص باعث شده که دشت پتانسیل بالایی از نظر آلودگی داشته باشد. شهر شیراز به عنوان یک کلان شهر از نظر جمعیت و داشتن واحدهاي صنعتی و کشاورزي فراوان باعث شده که آلاینده هاي مختلفی وارد دشت شوند. از آنجا که منابع آلاینده باعث آلودگی های آب می گردند، شناسایی آنها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در این تحقیق ابتدا منابع آلاینده به شش گروه مختلف طبقه بندی شدند و بر اساس اطلاعات و آمار موجود، در هر گروه منابع ناشی از آلاینده ها شناسایی گردید. پس از شناسایی منابع آلاینده به این نتیجه رسیدیم که منابع آلاینده صنعتی بیشترین نقش و منابع آلاینده طبیعی کمترین نقش در آلودگی دشت شیراز را دارند. سپس بر اساس ضوابط و استانداردهای موجود، یک برنامه پایش برای مناطق بحرانی در کوتاه مدت و برای مناطق با اولویت متوسط در مدت 5 سال برای دشت شیراز پیشنهاد شد. در نهایت با استفاده از مدل BASINS برنامه پایش پیشنهادی اصلاح و بهینه گردید. برنامه کامپیوتری BASINS نشان داد که می توان سیستم پایش را برای سناریوهای مختلف اصلاح و بهینه کرد. سه سناریو که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت عبارت بودند از: الف)بر اساس شرایط موجود، ب)25% کاهش بعد از 5 سال و ج)50% کاهش بعد از 10 سال. با استفاده از نتایجی که توسط گرافهای ترسیم شده برای هر کدام از این سناریوها بدست آمد، مشاهده شد که با کاهش 25% و 50% مقادیر آلاینده ها در مدت 5 و 10 سال، می توان مقادیر آلاینده ها را به شاخص استاندارد نزدیک کرد و سیستم را بدینگونه اصلاح و بهینه نمود.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول............................................................................................................................................................1
مقدمه.................................................................................................................................................................1
1-1-کلیات..........................................................................................................................................................................................1
1-2- اهداف تحقیق...........................................................................................................................................................................2
1-3- اهمیت تحقیق..........................................................................................................................................................................2
1-4- ساختار پایان نامه....................................................................................................................................................................3
فصل دوم............................................................................................................................................................4
بررسی کارهای دیگران......................................................................................................................................4
2-1-کلیات...........................................................................................................................................................................................4
2-2- مطالعات انجام شده بر روی دشت شیراز..........................................................................................................................12
2-3- تحقیقات انجام شده پیرامون آلودگی دریاچه مهارلو.....................................................................................................18
2-4- تحقیقات انجام شده پیرامون سیستم پایش....................................................................................................................22
فصل سوم.........................................................................................................................................................25
مشخصات محدوده مطالعاتی...........................................................................................................................25
3-1- مشخصات حوضه آبریز مهارلو..............................................................................................................................................25
3-2- مشخصات محدوده مطالعاتی(دشت شیراز).......................................................................................................................26
3-3- بررسی شبکه هیدروگرافی محدوده مطالعاتی دشت شیراز...........................................................................................27
3-4- زمین¬شناسی محدوده مطالعاتی دشت شیراز....................................................................................................................30
3-5- ويژگي¬هاي آب شناختي آبخوان¬های محدوده مطالعاتی دشت شیراز..........................................................................29
3-5-1- نوع مواد آبرفتي..................................................................................................................................................................29
3-5-2- سطح سفره ي آب..............................................................................................................................................................29
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-5-3- جهت جريان و شيب هيدروليكي آب زير زميني ........................................................................................30
3-5-4- ضرائب هيدروليكي سفره هاي آب ...............................................................................................................30
3-5-5- ارزيابي منابع آب زير زميني دشت شیراز.....................................................................................................30
3-5-6- هيدروشيمي (شيمي آب)..............................................................................................................................33
3-5-7- وضعیت کلی آب زیرزمینی در دشت شیراز..................................................................................................35
3-6-کاربری اراضی دشت شیراز...................................................................................................................................36
3-6-1- تهیه نقشه کاربری اراضی..................................................................................................................................................39
فصل چهارم........................................................................................................................................................47
شناسایی منابع آلاینده و استفاده از سیستم GIS.........................................................................................47
4-1- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي (GIS)..........................................................................................................................48
4-2- بررسی منابع آلاینده محدوده مطالعاتی..............................................................................................................................50
4-2-1- منابع آلاینده صنعتی..........................................................................................................................................................50
4-2-1-1- شهرک صنعتی شیراز....................................................................................................................................................53
4-2-1-1-1- تصفيه خانه شهرك صنعتي بزرگ شيراز.............................................................................................................54
4-2-1-2- کارخانجات محدوده مطالعاتی....................................................................................................................65
4-2-2- منابع آلاینده کشاورزی...................................................................................................................................82
4-2-3- منابع آلاینده شهری........................................................................................................................................84
4-2-3-1- آلودگي ناشي از فاضلاب¬هاي شهري و خانگي...........................................................................................................87
4-2-3-2- آلودگی ناشی از رواناب¬های شهری..............................................................................................................................99
4-2-3-3- زهکش¬های اجرا شده در دشت شیراز.......................................................................................................................101
4-2-3-4- تصفیه خانه بزرگ شیراز..............................................................................................................................................117
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-2-3-5- محل دفن زباله¬های شهر شیراز (لندفیل).................................................................................................................119
4-2-4- منابع آلاینده معدنی......................................................................................................................................123
4-2-5- منابع آلاینده ناشی از خطوط انتقال...............................................................................................................................125
4-2-6- منابع آلاینده طبیعی......................................................................................................................................127
فصل پنجم..........................................................................................................................................................131
سیستم پایش.....................................................................................................................................................131
5-1- تعریف پایش..............................................................................................................................................................................131
5-2- انواع و مراحل مختلف نظام پايش برنامه ها.......................................................................................................................131
5-3- معيارها و شاخص هاي پايش................................................................................................................................................132
5-3-1- تعاريف و مفاهيم معيارها و شاخص ها..........................................................................................................................133
5-3-2- خطوط اصلي معيارها و شاخصها...................................................................................................................................133
5-3-3- انواع شاخصهاي عمده.......................................................................................................................................................134
5-3-3-1- شاخص هاي كمي و كيفي........................................................................................................................................134
5-3-3-2- شاخص هاي تلفيقي يا تركيبي..................................................................................................................................134
5-3-4- چارچوب شاخص...........................................................................................................................................135
5-4- انواع پایش.................................................................................................................................................................................135
5-4-1- پایش وضعیت پایه یا غربالگری.......................................................................................................................................136
5-4-2- پایش اثر...............................................................................................................................................................................136
5-4-3- پایش روند...........................................................................................................................................................................137
5-4-4- پایش سازگاری...................................................................................................................................................................138
5-4-5- پایش زیستی.......................................................................................................................................................................138
فهرست مطالب
عنوان صفحه
5-5- پارامترهاي پايش شونده.....................................................................................................................................139
5-6- تواتر یا فواصل زمانی پایش.................................................................................................................................140
5-7- منابع برای یک برنامه پایش................................................................................................................................142
5-8- ایستگاههای پایش...............................................................................................................................................145
5-9- نحوه انتخاب محل ایستگاههای پایش..................................................................................................................................145
5-10- انتخاب تعداد ایستگاههای پایش........................................................................................................................................147
5-11- مشخصات و ویژگی های انواع پایش.................................................................................................................................147
5-12- نقش و وظایف دستگاه های ذیربط در تدوین برنامه پایش...........................................................................................150
فصل ششم..........................................................................................................................................................153
تدوین یک سیستم پایش...................................................................................................................................153
6-1- کلیات...................................................................................................................................................................153
6-2- مناطق بحرانی.......................................................................................................................................................164
6-2-1- لندفیل شیراز....................................................................................................................................................154
6-2-2- شهرک صنعتی بزرگ شیراز...............................................................................................................................................155
6-2-3- تصفیه خانه فاضلاب شهر شیراز.........................................................................................................................................157
6-2-4- فاضلاب صنعتی کارخانجات................................................................................................................................................158
6-2-5- بیمارستانهای بزرگ واقع در محدوده دشت شیراز.........................................................................................................159
6-2-6- پارامترهای پایش شونده در مناطق بحرانی.....................................................................................................................160
6-2-7- سیستم پایش پیشنهادی برای پنج منطقه بحرانی در محدوده دشت شیراز............................................................162
6-2-8- تصویر سه نمونه از مکانهایی که باید مورد پایش قرار گیرند...........................................................................162
6-3- پایش کل سیستم در سالهای بعدی (بعد از 5 سال)..........................................................................................................165
فهرست مطالب
عنوان صفحه
6-3-1-گرمابه ها، بیمارستانها، مراکز توانبخشی و بهداشتی، سازمان انتقال خون، مراکز درمانی
و درمانگاه ها، رادیولوژیها، بهداریها................................................................................................................................................165
6-3-2- کشتارگاهها.........................................................................................................................................................................169
6-3-3- آرامستان و غسالخانه........................................................................................................................................................170
6-3-4- پسابهای حاصل از اراضی کشاورزی..............................................................................................................................171
6-3-5- روانابها (ناشی از بارندگی در سطح حوزه)...................................................................................................................171
6-3-6- ذخایر سوخت و پمپ بنزینها در محدوده دشت شیراز.............................................................................................171
6-3-7- ایستگاه های انتقال پسماند در محدوده شهر شیراز..................................................................................................173
6-3-8- پایانه های مسافربری موجود در محدوده دشت شیراز..............................................................................................174
6-3-9- معادن...................................................................................................................................................................................175
6-3-10- پارامترهای پایش شونده در حالت پایش کل سیستم............................................................................................177
6-3-11- مکانهایی که باید در آنجا پایش صورت بگیرد (در حالت پایش کل سیستم)...................................................179
6-3-12- تواتر نمونه برداری در حالت پایش کل سیستم.......................................................................................................181
فصل هفتم........................................................................................................................................................182
معرفی مدل BASINS....................................................................................................................................182
7-1- ویژگی های مدل....................................................................................................................................................................182
7-2- قسمتهای مختلف مدل BASINS................................................................................................................................183
7-2-1- ابزار استخراج داده (Data Extraction Tool)....................................................................................................183
).............................................................................................................................183Project Builder7-2-2- سازنده پروژه (
........................................................................................................................183(Assessment Tools) 7-2-3- ابزار ارزیابی
..........................................................................................................................................................183(Target)7-2-3-1- هدف
فهرست مطالب
عنوان صفحه
..........................................................................................................................................183(Assess) 7-2-3-2- ارزیابی کردن
)...........................................................................................................................183Data Mining7-2-3-3- ارتباط داده ها (
.......................................................................................184(Watershed Reporting) 7-2-3-4- گزارش از حوضه آبریز
..................................................................................................................184(Delineation Tool) 7-2-4- ابزار پیاده سازی
..............................................................................................................................184BASINS 7-3- مدلهای زیرمجموعه مدل
.............................................................................................................................................................................184HSPF 7-3-1-
7-3-2- SWAT............................................................................................................................................................................184
7-3-3- AQUATOX...............................................................................................................................................................185
7-3-4- PLOAD.........................................................................................................................................................................185
7-3-5- DFLOW........................................................................................................................................................................185
7-3-6- QUAL2E......................................................................................................................................................................185
7-4- اصلاح و بهینه کردن سیستم پایش با استفاده از BASINS..................................................................................187
7-5- توابع خطا.................................................................................................................................................................................188
7-5-1- ریشه مربع متوسط خطاها (RMSE:Root Mean Square Error)...................................................188
7-5-2- متوسط کامل خطاها(MAE: Mean Absolute Error) .....................................................................188
7-6- ورود داده ها در نرم افزار و استفاده از مدل انتخابی...........................................................................................189
7-7- نمودار پخش (Scatter Plot)..........................................................................................................................193
7-8- پارامترهای بررسی شده در رودخانه خشک شیراز..............................................................................................195
7-8-1- TSS...............................................................................................................................................................195
7-8-2- BOD....................................................................................................................................................................................196
فهرست مطالب
عنوان صفحه
7-8-3- DO......................................................................................................................................................................................197
7-8-4- NH4-N..............................................................................................................................................................................198
7-8-5- NO3-NO ........................................................................................................................................................................199
7-8-6- TN........................................................................................................................................................................................200
7-9- پارامترهای بررسی شده در رودخانه تنگ سرخ..................................................................................................201
7-9-1- TSS..............................................................................................................................................................201
7-9-2- BOD...................................................................................................................................................................................202
7-9-3-DO .......................................................................................................................................................................................203
7-9-4- NH4-N-.............................................................................................................................................................................204
7-9-5- NO3-NO2 .................................................................................................................................................205
7-9-6- TN.........................................................................................................................................................................................206
7-10- پارامترهای بررسی شده در داخل دریاچه مهارلو..............................................................................................207
7-10-1-TSS ............................................................................................................................................................207
7-10-2- BOD.........................................................................................................................................................208
7-10-3- DO.....................................................................................................................................................................................209
7-10-4- NH4-N............................................................................................................................................................................210
7-10-5- NO3-NO2 ...............................................................................................................................................211
7-10-6-TN .......................................................................................................................................................................................212
7-11- تاثیر کاهش آلاینده های نقطه ای بر منابع آب سطحی در محدوده مطالعاتی..............................................213
7-12- تاثیر کاهش آلاینده های غیر نقطه ای بر منابع آب سطحی در محدوده مطالعاتی.......................................220
7-13- تاثیر کاهش آلاینده های نقطه ای بر منابع آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی...........................................227
7-14- تاثیر کاهش آلاینده های غیر نقطه ای بر منابع آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی....................................232
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل هشتم....................................................................................................................................................237
جمع بندی و پیشنهادات...............................................................................................................................237
8-1- نتایج حاصل از بررسی منابع آلاینده.............................................................................................................237
8-2- نتایج حاصل از تدوین سیستم پایش.............................................................................................................239
8-3- نتایج حاصل از برنامه BASINS ...............................................................................................................239
8-4- پیشنهادات......................................................................................................................................................240
فهرست منابع....................................................................................................................................................................................241
فهرست جداول
عنوان و شماره صفحه
جدول(2-1): بررسی کارهای دیگران پیرامون شناسایی منابع آلاینده.........................................................................................6
جدول(2-2): مطالعات انجام شده بر روی دشت شیراز..................................................................................................................17
جدول(2-3): تحقیقات انجام شده پیرامون آلودگی دریاچه مهارلو...............................................................................................21
جدول(2-4): تحقیقات انجام شده پیرامون سیستم پایش..............................................................................................................22
جدول(4-1): تعداد هر یک از انواع منابع آلاینده صنعتی در محدوده مورد مطالعه.................................................................51
جدول(4-2): مساحت کل شهرک صنعتی بزرگ شیراز و کاربری اراضی آن..............................................................................53
جدول(4-3): مساحت انواع کاربری های صنعتی، تولیدی و خدماتی شهرک صنعتی بزرگ شیراز (مترمربع)...................53
جدول(4-4): ویژگی های تصفیه خانه شهرک صنعتی بزرگ شیراز.............................................................................................56
جدول(4-5): موقعیت جغرافیایی و توصیف نمونه¬های آب سطحی گرفته شده در محدوده شهرک صنعتی......................57
جدول(4-6): غلظت یونهای اصلی،فلزات سنگین (mg/l)، هدایت الکتریکی و pH نمونه¬های آب¬ سطحی
در شهریور1386......................................................................................................................................................................................58
جدول(4-7): غلظت یونهای اصلی،فلزات سنگین (mg/l)، هدایت الکتریکی و pH نمونه¬های آب ¬سطحی
در بهمن 1386........................................................................................................................................................................................59
جدول(4-8): غلظت یونهای اصلی،فلزات سنگین (mg/l) ، هدایت الکتریکی و pH نمونه¬های آب ¬سطحی
در اردیبهشت 1387................................................................................................................................................................................60
جدول(4-9): موقعیت جغرافیایی و توصیف نمونه های آب زیرزمینی در محدوده شهرک صنعتی شیراز...........................61
جدول(4-10): غلظت یونهای اصلی، فلزات سنگین(mg/l)، هدایت الکتریکی و اسیدینگی نمونه های آب زیرزمینی
در شهریور 1386....................................................................................................................................................................................62
جدول(4-11): غلظت یونهای اصلی، فلزات سنگین(mg/l)، هدایت الکتریکی و اسیدینگی نمونه های آب زیرزمینی
درآبان 1386............................................................................................................................................................................................62
فهرست جداول
عنوان و شماره صفحه
جدول(4-12): غلظت یونهای اصلی، فلزات سنگین(mg/l)، هدایت الکتریکی و اسیدینگی
نمونه های آب زیرزمینی در بهمن 1386........................................................................................................................................62
جدول(4-13): غلظت یونهای اصلی، فلزات سنگین(mg/l)، هدایت الکتریکی و اسیدینگی
نمونه های آب زیرزمینی در اردیبهشت 1387...............................................................................................................................63
جدول(4-14): پیش بینی مشخصات عمومی فاضلاب بهداشتی شهرک صنعتی بزرگ شیراز.............................................63
جدول(4-15): پارامترهای کیفی اندازه گیری شده پساب خروجی واحدهای مهم شهرک صنعتی شیراز.........................64
جدول(4-16): وضعیت پساب خروجی کارخانه زیمنس(بولوار مدرس) از نظر فلزات سنگین (1379)..............................66
جدول(4-17): وضعیت پساب خروجی واحد آبکاری مخابرات راه دور شیراز از نظر فلزات سنگین (1379).....................67
جدول(4-18): وضعیت پساب خروجی کارخانه صنایع الکترونیک شیراز از نظر فلزات سنگین (1379)............................67
جدول(4-19): وضعیت پساب خروجی کارخانه اخشان از نظر فلزات سنگین (1379)..........................................................68
جدول(4-20): وضعیت پساب خروجی کارخانه اخشان از نظر فلزات سنگین (1380)................................................68
جدول(4-21): وضعیت پساب خروجی کارخانه صنایع الکترونیک شیراز از نظر فلزات سنگین (1380)...........................69
جدول(4-22): وضعیت پساب خروجی شرکت فلز پوشان از نظر فلزات سنگین (1379)............................................69
جدول(4-23): وضعیت پساب خروجی شرکت فلز پوشان از نظر فلزات سنگین (1380)............................................70
جدول(4-24): وضعیت پساب خروجی کارخانه همایون از نظر فلزات سنگین (1379)...............................................70
جدول(4-25): وضعیت پساب خروجی کارخانه همایون از نظر فلزات سنگین (1380)...............................................71
جدول(4-26): نتایج آزمایش فاضلاب واحدهای صنعتی در حوزه نفوذ شهر شیراز.................................................................72
جدول(4-27): نتایج آزمایش کیفی فاضلاب کارخانجات مختلف شهر شیراز............................................................................74
جدول(4-28): نتایج نمونه گیری های انجام شده از کارخانجات زيمنس..................................................................................79
جدول(4-29): نتایج نمونه گیری های انجام شده از کارخانه روغن نباتي نرگس شيراز.........................................................80
جدول(4-30): نتایج نمونه گیری های انجام شده از پشم شيشه ايران......................................................................................81
جدول(4-31): تعداد هر یک از انواع منابع آلاینده کشاورزی در محدوده مورد مطالعه..........................................................83
فهرست جداول
عنوان و شماره صفحه
جدول(4-32): تعداد هر یک از انواع منابع آلاینده شهری در محدوده مورد مطالعه.................................................................85
جدول(4-33): لیست گرمابه¬های شهر شیراز و میزان فاضلاب تولیدی آن-ها..............................................................................88
جدول(4-34): لیست بیمارستان¬های شهر شیراز و میزان فاضلاب تولیدی آن-ها.......................................................................90
جدول(4-35): محدوده تغییرات فلزات سنگین و درصد جذب آن به مواد معلق......................................................................100
جدول(4-36): محدوده تغییرات دما، pH، غلظت کل مواد معلق و محلول در سیلابهای شهری شیراز.............................101
جدول(4-37): مشخصات زهکش¬های اجرا شده در دشت شیراز..................................................................................................103
جدول(4-38): استاندارد خروجي فاضلاب-ها.......................................................................................................................................107
جدول(4-39): مشخصات چاه¬های مشاهده¬ای شهر شیراز..............................................................................................................110
جدول(4-40): نتایج آزمایش کیفی آب در نقاط مختلف شهر شیراز...........................................................................................112
جدول(4-41): نتایج بررسی آلودگی منابع مختلف آب از نظر کشاورزی در مقایسه با
استانداردهای آب کشاورزی....................................................................................................................................................................113
جدول(4-42): نقاط نمونه¬برداری شده از منابع آب زیرزمینی شهر شیراز..................................................................................113
جدول(4-43): محدوده تغییرات فلزات سنگین و درصد جذب آن به مواد معلق نقاط
نمونه¬برداری شده از منابع آب زیرزمینی شهر شیراز.........................................................................................................................114
جدول(4-44): محدوده تغییرات دما،pH ، غلظت کل مواد، مواد معلق و محلول در سیلاب¬های شهری شیراز..................114
جدول(4-45): مقدار و درصد ناخالصی عناصر در فازهای محلول و جامد دریاچه مهارلو........................................................114
جدول(4-46): پارامترهای اندازه گیری شده از خروجی تصفیه خانه در فروردین ماه 1389.................................................118
جدول(4-47): پارامترهای اندازه گیری شده شیرابه مربوط به محل دفن زباله شیراز.............................................................120
جدول(4-48): پارامترهای اندازه گیری شده ازچاه آب موجود درمنطقه.....................................................................................121
جدول(4-49): نتایج آزمایشات انجام شده بر روی آب چاههای منطقه.......................................................................................122
جدول(4-50): نتایج آزمایشات انجام شده بر روی شیرابه..............................................................................................................122
جدول(4-51): تعداد هر یک از انواع منابع آلاینده معدنی در محدوده مورد مطالعه................................................................123
فهرست جداول
عنوان و شماره صفحه
جدول(4-52): تعداد هر یک از انواع منابع آلاینده ناشی از خطوط انتقال در محدوده مورد مطالعه...................................125
جدول(4-53): مساحت هر یک از انواع منابع آلاینده طبیعی در محدوده مورد مطالعه.........................................................129
جدول(5-1): مشخصات و ویژگی های پایش پایه.............................................................................................................................148
جدول(5-2): مشخصات و ویژگی های پایش اثر..............................................................................................................................148
جدول(5-3): مشخصات و ویژگی های پایش روندیابی.....................................................................................................................149
جدول(5-4): مشخصات و ویژگی های پایش سازگاری...................................................................................................................149
جدول(5-5): نقش و وظایف دستگاه های ذیربط در شناسایی منابع آلاینده و پایش آن.........................................................151
جدول(6-1): لیست بیمارستانهایی که باید به عنوان مناطق بحرانی مورد پایش واقع گردند.................................................160
جدول(6-2): سیستم پایش پیشنهادی بعد از 5 سال.......................................................................................................................162
جدول(6-3): مشخصات کشتارگاه های دام شهر شیراز..................................................................................................................169
جدول(6-4): مشخصات کشتارگاه های طیور شهر شیراز................................................................................................................169
جدول(6-5): مشخصات غسالخانه ها و آرامستان در شهر شیراز....................................................................................................170
جدول(6-6): لیست گرمابه ها، بیمارستانها، مراکز آموزشی –درمانی............................................................................................179
جدول(6-7): لیست پمپ بنزینها به همراه موقعیت آنها برای برنامه پایش.................................................................................180
جدول(6-8): تواتر نمونه برداری در برنامه پایش کل سیستم........................................................................................................181
فهرست اشکال
عنوان و شماره صفحه
شکل(3-1): موقعیت محدوده مطالعاتی دشت شیراز بر روی تصویر ماهواره-ای.....................................................................26
شکل(3-2): تشکیلات زمین شناسی محدوده مطالعاتی(دشت شیراز)......................................................................................28
شکل(3-3): نقشه پراکنش منابع آب سطحی و زیرزمینی در محدوده مطالعاتی.....................................................................36
شکل(3-4): تصویر ماهواره ای از مناطق کشاورزی در دشت شیراز............................................................................................37
شکل(3-5): تصویر ماهواره ای از مناطق مسکونی- تجاری در دشت شیراز..............................................................................38
شکل(3-6): تصویر ماهواره ای از معدن شن و ماسه بین دوکوهک و گویم .............................................................................39
شکل(3-7): تصویر ماهواره ای ناحیه اول در سال 2013..............................................................................................................40
شکل(3-8): تصویر ماهواره ای ناحیه اول در سال 2009...............................................................................................................40
شکل(3-9): تصویر ماهواره ای ناحیه اول در سال 2003 و 2005..............................................................................................41
شکل(3-10): تصویر ماهواره ای ناحیه دوم در سال 2013...........................................................................................................41
شکل(3-11): تصویر ماهواره ای ناحیه دوم در سال 2009...........................................................................................................42
شکل(3-12): تصویر ماهواره ای ناحیه دوم در سال 2005...........................................................................................................42
شکل(3-13): تصویر ماهواره ای ناحیه دوم در سال 2003...............................................................................................43
شکل(3-14): تصویر ماهواره ای ناحیه سوم در سال 2013..........................................................................................................44
شکل(3-15): تصویر ماهواره ای ناحیه سوم در سال 2009..........................................................................................................44
شکل(3-16): تصویر ماهواره ای ناحیه سوم در سال 2005.....................................................................45
شکل(3-17): تصویر ماهواره ای ناحیه سوم در سال 2003.............................................................................................45
شکل(3-18): نقشه کاربری فعلی اراضی محدوده مطالعاتی.........................................................................................................46
شکل(4-1): نقشه موقعیت منابع آلاینده صنعتی در محدوده مطالعاتی....................................................................................52
شکل(4-2): موقعيت شهرك صنعتي بزرگ شيراز نسبت به شهر شيراز و درياچه مهارلو.....................................................54
شکل(4-3): موقعيت تصفيه خانه نسبت به شهرك صنعتي بزرگ شيراز..................................................................................55
شکل(4-4): موقعيت واحدهاي مختلف تصفيه خانه شهرك صنعتي بزرگ شيراز نسبت به هم...........................................55
فهرست اشکال
عنوان و شماره صفحه
شکل(4-5): موقعیت نقاط نمونه برداری آب سطحی در محدوده شهرک صنعتی شیراز......................................................58
شکل(4-6): موقیت چاههای پیزومتر حفرشده برای نمونه برداری آب زیرزمینی در
محدوده شهرک صنعتی شیراز.............................................................................................................................................................61
شکل(4-7): تصویرماهواره ای تعدادی از کارخانجات موجود در محدوده دشت شیراز...........................................................66
شکل(4-8): نقشه موقعیت منابع آلاینده کشاورزی در محدوده مطالعاتی................................................................................84
شکل(4-9): نقشه موقعیت منابع آلاینده شهری در محدوده مطالعاتی...................................................................................86
شکل(4-10): نقشه شبکه فاضلاب اجرا شده در شهر شیراز........................................................................................................96
شکل(4-11): نقشه شبکه فاضلاب اجرا شده در شهر جدید صدرا..........................................................................................99
شکل(4-12): تصویر زهکش¬های اجرا شده در دشت شیراز.......................................................................................................103
شکل(4-13): نقشه جمع آوری آبهای سطحی شیراز از سال 1368 تا اسفند 1388..........................................................104
شکل(4-14): نقشه پراکنش منابع آلاینده و منابع آب (سطحی و زیرزمینی) محدوده مطالعاتی.....................................116
شکل(4-15): نقشه پراکنش منابع آلاینده و کاربری فعلی اراضی محدوده مطالعاتی..........................................................116
شکل(4-16): تصویر سه بعدی از تصفیه خانه شهر شیراز..........................................................................................................117
شکل(4-17): نقشه موقعیت منابع آلاینده معدنی در محدوده مطالعاتی................................................................................124
شکل(4-18): نقشه موقعیت منابع آلاینده ناشی از خطوط انتقال در محدوده مطالعاتی.................................................126
شکل(4-19): نقشه پراکنش منابع آلاینده طبیعی در محدوده مطالعاتی...............................................................................130
شکل(6-1): تصویر ماهواره ای تعدادی از کارخانجات موجود در محدوده دشت شیراز.......................................................158
شکل(6-2): موقعیت تعدادی از بیمارستانهای موجود در سطح شهر شیراز...........................................................................159
شکل(6-3): مکانهایی که باید برای پایش آبهای سطحی در شهرک صنعتی بزرگ شیراز مد نظر قرار گیرد..................163
شکل(6-4): مکانهایی که باید برای پایش آبهای زیرزمینی در شهرک صنعتی بزرگ شیراز مد نظر قرار گیرد..............163
شکل(6-5): مکانی از تصفیه خانه فاضلاب که باید در سیستم پایش مد نظر قرار گیرد......................................................164
شکل(6-6): موقعیت نقاط پایش پیشنهادی و منابع آلاینده در محدوده مطلعاتی................................................................164
فهرست اشکال
عنوان و شماره صفحه
شکل(6-7): تصویر ماهواره ای از بیمارستانهای موجود در شهر شیراز......................................................................................166
شکل(6-8): تصویر ماهواره ای از درمانگاه های موجود در شهر شیراز......................................................................................166
شکل(6-9): تصویر ماهواره ای از قبرستانهای موجود در محدوده دشت شیراز.......................................................................170
شکل(6-10): تصویر ماهواره ای از مخازن سوخت شرکت ملی پخش فرآورده های نفتی ایران منطقه فارس................172
شکل(6-11): تصویر ماهواره ای از موقعیت پمپ بنزینها در شهر شیراز..................................................................................172
شکل(6-12): تصویر ماهواره ای از موقعیت ایستگاه های انتقال پسماند در محدوده دشت شیراز....................................174
شکل(6-13): تصویر ماهواره ای از موقعیت پایانه های مسافربری موجود در شهر شیراز.....................................................175
شکل(6-14): تصاویر ماهواره ای از معدن شن و ماسه بین دوکوهک و گویم.........................................................................176
شکل(7-1): نمایی کلی از مدل BASINS.................................................................................................................................186
شکل(7-2): نمای ورودی مدل BASINS....................................................................................................................................189
شکل(7-3): وارد کردن لایه های مختلف GIS دشت شیراز در مدل BASINS...............................................................190
شکل(7-4): پیاده کردن دشت شیراز در مدل BASINS.........................................................................................................190
شکل(7-5): استفاده از مدل HSPF در نرم افزار BASINS..................................................................................................191
شکل(7-6): استفاده از مدل PLOAD در نرم افزار BASINS.............................................................................................191
شکل(7-7): مجموعه اعداد برای ایجاد فایل هواشناسی در نرم افزار BASINS..................................................................192
شکل(7-8): گراف فایل هواشناسی در سری زمانی 10 ساله.......................................................................................................192
شکل(7-9): اسکتر پلات برای جریان در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک.........................................................................193
شکل(7-10): اسکتر پلات برای جریان در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ...............................................................194
شکل(7-11): اسکتر پلات برای جریان در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو........................................................................194
شکل(7-12): TSS مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک................................................195
شکل(7-13): BOD مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک..............................................196
شکل(7-14): DO مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک..................................................197
فهرست اشکال
عنوان و شماره صفحه
شکل(7-15): NH4-N مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک....................................198
شکل(7-16): NO3-NO2مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک..............................199
شکل(7-17): TNمشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه خشک.............................................200
شکل(7-18): TSS مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ.....................................201
شکل(7-19): BOD مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ..................................202
شکل(7-20): DO مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ......................................203
شکل(7-21): NH4-N مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ..............................204
شکل(7-22): NO3-NO2مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ........................205
شکل(7-23): TNمشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی رودخانه تنگ سرخ.......................................206
شکل(7-24): TSS مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو.............................................207
شکل(7-25): BOD مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو...........................................208
شکل(7-26): DO مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو..............................................209
شکل(7-27): NH4-N مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو......................................210
شکل(7-28): NO3-NO2مشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو.................................211
شکل(7-29): TNمشاهداتی و شبیه سازی شده در ایستگاه آب سنجی دریاچه مهارلو................................................212
شکل(7-30): تاثیر 25% کاهش TSS بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی...........................................................................214
شکل(7-31): تاثیر 50% کاهش TSS بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی...........................................................................215
شکل(7-32): تاثیر 25% کاهش COD بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی.........................................................................216
شکل(7-33): تاثیر 50% کاهش COD بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی.........................................................................217
شکل(7-34): تاثیر 25% کاهش TN بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی.............................................................................218
شکل(7-35): تاثیر 50% کاهش TN بر منابع آلاینده نقطه ای سطحی..............................................................................219
فهرست اشکال
عنوان و شماره صفحه
شکل(7-36): تاثیر 25% کاهش TSS بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.......................................................................221
شکل(7-37): تاثیر 50% کاهش TSS بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.......................................................................222
شکل(7-38): تاثیر 25% کاهش COD بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.....................................................................223
شکل(7-39): تاثیر 50% کاهش COD بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.....................................................................224
شکل(7-40): تاثیر 25% کاهش TN بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.........................................................................225
شکل(7-41): تاثیر 50% کاهش TN بر منابع آلاینده غیرنقطه ای سطحی.........................................................................226
شکل(7-42): تاثیر 25% کاهش COD بر منابع آلاینده نقطه ای زیرزمینی.......................................................................228
شکل(7-43): تاثیر 50% کاهش COD بر منابع آلاینده نقطه ای زیرزمینی.......................................................................229
شکل(7-44): تاثیر 25% کاهش Fe بر منابع آلاینده نقطه ای زیرزمینی..............................................................................230
شکل(7-45): تاثیر 50% کاهش Fe بر منابع آلاینده نقطه ای زیرزمینی..............................................................................231
شکل(7-46): تاثیر 25% کاهش COD بر منابع آلاینده غیر نقطه ای زیرزمینی................................................................233
شکل(7-47): تاثیر 50% کاهش COD بر منابع آلاینده غیر نقطه ای زیرزمینی................................................................234
شکل(7-48): تاثیر 25% کاهش Fe بر منابع آلاینده غیر نقطه ای زیرزمینی......................................................................235
شکل(7-49): تاثیر 50% کاهش Fe بر منابع آلاینده غیر نقطه ای زیرزمینی......................................................................236
شکل(8-1): نقشه پراکنش منابع آلاینده و منابع آب سطحی و زیرزمینی در محدوده مطالعاتی.....................................238
شکل(8-2): نقشه پراکنش منابع آلاینده و کاربری اراضی محدوده مطالعاتی.......................................................................238
فصل اول
مقدمه
1-1- کلیات
حفاظت و استفاده بهينه از منابع طبیعی مختلف از اصول توسعه پايدار هر كشور مي¬باشد. از جمله¬ مهمترین این منابع می توان از منابع آب نام برد. آب¬هاي سطحي جاري يا رودخانه¬ها و آبهای زیرزمینی از مهم¬ترين منابع آب هستند كه نقش مهمي در تامين آب مورد نياز فعاليت¬هاي مختلف مانند كشاورزي، صنعت، شرب و توليد برق دارند. از آنجا که با رشد فعالیت¬های صنعتی، کشاورزی، معدنی و شهری در دشت شیراز مواجه هستیم، بالطبع آلاینده-های ناشی از چنین فعالیت¬هایی تاثیر چشمگیر خود را در آلودگی دشت خواهند گذاشت. از آنجا که منابع آلاینده باعث آلودگی¬های آب می¬گردند، بالطبع تاثیر خود را روی سلامتی انسان¬ها و تخریب محیط¬زیست نیز می گذارند. بدین منظور است که شناسایی این منابع آلاینده از اهمیت فوق¬العاده¬ای برخوردار است. از طریق شناسایی این منابع آلاینده است که می¬توان از اتلاف هزینه¬های مربوط به کارهای تحقیقاتی در رابطه با شناسایی محل¬های آلوده شده به منابع آلاینده، هزینه¬های مربوط به رفع آلودگی و مهم¬تر از همه جلوگیری از تخریب محیط زیست گام برداشت. به¬طورکلی شناسایی منابع آلاینده، یک اقدام پیشگیرانه محسوب می گردد.
پس از شناسایی منابع آلاینده، براي آگاهي از كيفيت منابع آب و توليد اطلاعات مورد نياز بايد پايش انجام شود. پایش هر فرآیند، عبارت است از بررسی دقیق هر موضوع و مشخص نمودن وضعیت، مشکلات و نتایجی که آن فرآیند خاص دارد.
محدوده مطالعاتی دشت شیراز، یک حوزه بسته است که به صورت یک ناودیس کشیده بوده و از شمال و جنوب توسط ارتفاعات و از شرق توسط دریاچه مهارلو محصور می باشد. این شکل خاص باعث شده است که دشت، پتانسیل بالایی از نظر آلودگی داشته باشد. شهر شیراز به عنوان یک کلان شهر از نظر جمعیت و داشتن واحدهاي صنعتی و کشاورزي فراوان باعث شده که آلاینده هاي مختلفی وارد دشت شوند. بنابراین تدوین برنامه پایش در جهت شناسایی منابع آلاینده دشت شیراز ضروري به نظر می¬رسد. در این تحقیق ما به دنبال شناسایی این منابع آلاینده به منظور تدوین یک سیستم پایش و اصلاح و بهینه کردن آن توسط مدل BASINS هستیم.
1-2- اهداف تحقیق
بطور کلی اهداف این مطالعه به دو قسمت تقسیم بندی می شود. قسمت اول شناسایی تک تک منابع آلاینده بر اساس اطلاعات و آمار موجود است که این منابع به شش دسته کلی تقسیم بندی شده است: 1) منابع آلاینده صنعتی، 2) منابع آلاینده معدنی، 3) منابع آلاینده کشاورزی، 4) منابع آلاینده شهری، 5) منابع آلاینده ناشی از خطوط انتقال و 6) منابع آلاینده طبیعی.
قسمت دوم تدوین سیستم پایش و اصلاح و بهینه نمودن آن توسط مدل BASINS برای محدوده دشت شیراز می باشد.
1-3- اهمیت تحقیق
توسعه لجام گسیخته صنعت و تکنولوژی وگسترش بی¬رویه شهرک¬ها و زیرساخت¬ها در مناطق بالادست دریاچه مهارلو(دشت شیراز) بدون توجه به محیط زندگی و ساکنین آن¬ها، مشکلات متعددی را پیش روی مردم قرار می¬دهد. شهرنشینی و تراکم جمعیت در شهر شیراز، انتظارات سطح زندگی بالا و بالا بودن هزینه نگهداری محیط زیست، روی هم باعث تخریب محیط زیست شده¬اند. عدم توجه به فعالیت¬های زیست محیطی در فعالیت¬های زیربنایی راه¬سازی، حمل و نقل زمینی، نبود مدیریت جامع بهره¬برداری از منابع آب، رشد چشمگیر مصرف انواع سموم وکودهای شیمیایی، نزدیکی کارخانجات به شهر، فشار بر منابع طبیعی موجود، سطح پایین دانش زیست محیطی، ضعف در اجرای قوانین و مقررات زیست محیطی و عوامل متعدد دیگر، محیط طبیعی محدوده مطالعاتی را دچار افت و تنزیل کرده است. دریاچه مهارلو، از مهمترین زیست¬بوم¬هایی که در اثر آلودگی¬های دشت شیراز، در حال تخریب می¬باشد.
این دریاچه(مهارلو) در فاصله 23 کیلومتری جنوب شرقی شیراز قرار گرفته است. طول دریاچه 31 کیلومتر و حداکثر پهنای آن 11 کیلومتر است. از نظر توپوگرافی در پایین¬دست شیراز قرار گرفته، بنابراین کلیه فاضلاب¬های خانگی، تجاری، صنعتی، بهداشتی درمانی، کشاورزی و ... از طریق آب¬های سطحی و زیرزمینی به دریاچه هدایت می¬شوند. این فاضلاب¬ها به شدت دریاچه را آلوده ساخته¬اند به نحوی که نمک استحصالی از آن تحت تأثیر فلزات سنگین است.
البته در چند سال گذشته به دلیل راه¬اندازی سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شیراز بخش زیادی از این آلاینده¬ها به شبکه مذکور وصل گردیده اند. دیگر مسیل آلوده که به این دریاچه تخلیه می شود، رودخانه چنار راهدار شیراز است که دارای آبگذری در حدود 20 میلیون متر مکعب در سال است. این رودخانه نیز به دلیل دریافت پساب¬های صنعتی نظیر چند واحد تولید نشاسته، گاوداری ها و واحدهای تولید کربنات پایگاه نیروی هوایی و فاضلاب¬های روستاهای اطراف به شدت آلوده می باشد (صدیقی، 1378).
با توجه به موارد مطرح¬شده، توجه به مسائل زیست محیطی و کیفی رودخانه¬های منتهی به دریاچه مهارلو، اهمیت بسیار زیادی پیدا می¬کند. با توجه به اینکه شناسایی منابع آلاینده رودخانه¬های بالادست این دریاچه (نهراعظم و چنار راهدار) انجام گرفته و عمده منابع آلاینده آن شناسایی شده¬اند، لذا پایش رودخانه¬های محدوده دشت شیراز با توجه به ورودی انواع آلاینده¬ها ضرورت دارد.