امروزه ردیابی در مسائل آب و خاک در مقایسه با گذشته كاربردی بسیار گستردهتر یافته است. بررسی ارتباط هیدرولیكی و ویژگیهای هیدرودینامیكی سفره های آب زیرزمینی، ارزیابی منشاء و گسترش آلودگی از مهمترین كاربردهای این روش هستند. در كشور ما نیز همگام با فرایند توسعه و با رشد فزآینده صنعت سدسازی و مطالعات منابع آب و خاک در حوضههای گوناگون، روش ردیابی در آبهای سطحی و زیر سطحی نیز افزایش یافته است.
در گذشته كاربرد عمده ردیابها در آبهای زیرزمینی در پی بردن به مواردی همچون جهت، مسیر، سرعت و زمان عبور آب بوده است. امروزه با توجه به روند رو به افزایش آلودگی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی، افزون بر موارد فوق مواردی همچون پخشیدگی و انتقال آلایندهها نیز مورد توجه میباشد. به منظور شناخت و حفاظت كیفی منابع آب داشتن اطلاعات دقیق از رفتار مواد آلاینده در درون این سیستم ضروری است كه به كمك روشهای ردیابی می توان این رفتار را تا حدود زیادی شبیه سازی نمود.
1-2- کلیات پژوهش
آزمایشهای ردیابی از جمله روشهای تكمیلی است كه در مراحل پایانی مطالعات سیستماتیک منابع آب و خاک و ژئوتكنیک به كار میرود. در این مطالعات با توجه به گسترش منطقه مورد مطالعه ممکن است از ایزوتوپهای محیطی و ردیابهای مصنوعی (شیمیایی، رنگی) استفاده شود. باید توجه داشت اگر عملیات ردیابی مطابق دستورالعمل و با رعایت احتیاطهای لازم انجام نگیرد، نه تنها مفید نبوده، بلكه نتایج گمراهكنندهای را نیز بدنبال خواهد داشت (بینام، 1388).
مطالعات ردیابی آبهای زیرزمینی همیشه بعد از انجام مطالعات كلاسیک هیدروژئولوژی و انجام بررسیهای ژئوفیزیكی و ژئوتكنیكی معمول انجام میپذیرد، همچنین به كارگیری ردیابها در منابع آب و خاک براساس ویژگیهای محیط و خصوصیات ردیاب صورت میگیرد. گاهی اوقات خصوصیات هیدرولوژیکی مکان مورد استفاده محدودیتهایی را برای استفاده از برخی ردیابها به وجود میآورد. افزون بر ویژگیهای فوق عوامل دیگری مانند اثرات فیزیكی، شیمیایی و بیولوژیكی نیز ممكن است بر نتایج ردیابی تأثیرگذار باشد.
در مناطق خشک و نیمه خشک منابع آبی با کیفیت مطلوب کمیاب هستند و این منابع بیشتر به تأمین آب شهری اختصاص داده شده اند .به همین دلیل در این مناطق ممکن است به مصرف آبهای زیرزمینی با کیفیت کم، پساب زهکشی و دیگر پسابها روی آورده شود (بلتران[1]،1999). کاربرد پسابها در مزارع ممکن است منجر به بهبود و پایداری تولیدات کشاورزی شود. در عین حال، آبیاری با پساب می تواند خطراتی برای تولیدات و محیط خاک داشته باشد.کمبود آب در مناطق خشک و نیمه خشک ممکن است خطر شوری خاک را در این مناطق تشدید کند. زیرا آب کافی برای آبشویی نمک وجود ندارد. کیفیت پایین آبها و پسابهای در دسترس در این مناطق خطر فوق را باز هم شدت میبخشد. بنابراین به منظور جلوگیری از شوری ثانویه خاک به علت آبیاری با آب با غلظت نمک بالا، نمکهای اضافه شده باید به خارج از ناحیه بالایی ریشه که در جذب آب و مواد غذایی فعا لتر است، شسته شوند. نمکهای حل شده در آب نفوذ عمقی یافته می تواند در قسمت های عمیق تر خاک تجمع یابد و از طریق زهکشی طبیعی یا سیستمهای زهکشی زیر سطحی تخلیه شود (بلتران، 1999).
با توجه به محدودیت منابع آبی در مناطق خشك و نیمه خشك، علیرغم مسئله شوری استفاده از منابع آبی با كیفیت پایینتر امری لازم است ولی باید ضمن استفاده از منابع آبی با كیفیت پایین به آلودگی محیط زیست و حركت املاح و مواد شیمیایی در خاك و مسئله شوری خاك توجه شود و امر فوق جزء با اعمال مدیریت آبیاری صحیح امكان پذیر نمی باشد. مدیریت آبیاری می تواند نقش مهمی درحركت املاح و آلایندهها به اعماق خاك و به طرف آبهای زیرزمینی و همچنین نقش مهمی در شوری خاك بویژه درناحیه توسعه ریشه گیاهان داشته باشد، بهترین مدیریت آبیاری باید مقدار شوری در آب آبیاری، درخاك و در ناحیه ریشه گیاهان و حركت آلایندهها به طرف آبهای زیرزمینی را در نظر بگیرد (ذکری[2]، ۲۰۰۵).
در بیشتر مطالعات انجام شده درمورد حركت املاح و شبیه سازی آن با بهره گرفتن از مدل به عناصر سنگین از قبیل كادمیم و سرب و حركت آفتكشها و علفكشها درخاك
خرید اینترنتی فایل کامل :
پرداخته شده است. این تركیبات درخاك در معرض پدیده های تولید و تخریب و رسوب وجذب سطحی كلوئیدهای خاك قرار میگیرند. در مطالعات دیگر به بررسی حركت آنیونها درخاك، كه كمتر در معرض پدیده های تولید و تخریب درخاك هستند و سریعتر همراه آب درخاك حركت میكنند به ویژه كلر و برم پرداخته شده است. از برماید به دلیل پایین بودن مقدار زمینه آن در خاک مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به کلر، غیر فعال بودن در خاک و سادگی تعیین غلظت آن در خاک بیشتر استفاده می شود.
ردیابها انواعی از ماده یا انرژی هستند كه به منظور تعیین توزیع زمانی و مكانی آب و مواد آلاینده آن در منابع آب و خاک به كار میروند.
از جمله ویژگیهای عمده ردیابها عبارتند از (بینام، 1388):
− پایداری ردیاب در طول مدت عملیات ردیابی
− بی خطر بودن برای محیط زیست حتی در غلظت كم
− امكان استفاده توام از ردیابهای مختلف
− امكان آشكارسازی با دقت بالا در غلظت كم
− انحلال پذیری در آب
− قابلیت جدایش از محیط زیست
1-3- ضرورت انجام پژوهش
از آنجا که امکان بررسی دقیق و شناخت قسمت های مختلف و لایه های زیر سطحی خاک برای ما مقدور نیست. از این رو، استفاده از روشهای زود یافت کمک شایانی به تشخیص مسیر اصلی حرکت جریان آب مینماید. روشهای ردیابی دقیقترین روش برای شناسایی جریانهای زیرسطحی میباشند، که بر اساس اصول فیزیکی حرکت ماده ردیاب و اندازه گیری زمان پیمایش خصوصیات جریان مانند سرعت را به دست میدهد. در بحث تراوش جریان از لایه های زمینشناسی، سدهای خاکی و انتقال املاح از مزارع کشاورزی استفاده از مواد ردیابی می تواند نتایج سودمندی به دست آورد. استفاده از ردیابهای جدید با اهداف اقتصادی و مقرون به صرفه بودن از یک طرف و از طرف دیگر بیخطر بودن برای محیط زیست همواره دغدغه اصلی مهندسان و پژوهشگران بوده است.
در معرفی ردیابهای جدید در مقیاس آزمایشگاهی قابلیت آشکارسازی ردیاب در غلظتهای کم، یک هدف مهم و اساسی است و دیگر اینکه نسبت به عوامل بیرونی مانند نور خورشید، دما، رطوبت و سایر عوامل اقلیمی کمترین حساسیت را داشته باشد. لذا تحقیق حاضر به دنبال ارائه و معرفی ردیابهای جدیدی است که معایب ردیابهای قدیمی را نداشته باشد و از نظر فنی، اقتصادی و کاربردی قابل استفاده باشند.
1-4- سوالات اساسی تحقیق
1-آیا میتوان ردیابهای جدیدی با قابلیت آشکارسازی قابل توجه و خطرات زیست محیطی کمتر برای حرکت
ردیابها درون خاک در مقیاس آزمایشگاهی شناسایی و معرفی کرد؟
2-آیا ردیاب جدید قابلیت کاربرد در محیطهای مختلف را دارا میباشد
1-5-اهداف تحقیق
1-.ارائه ماده جدید و سهل الوصول در بحث انتقال املاح با توجه به قابلیت آشکارسازی بالا در غلظتهای کم.
2- محاسبه پارامترهای مربوط به انتقال املاح برای ردیابهای جدید.
3- مقایسه کاربرد ردیاب معرفی شده با ردیاب های رایج و آشکارسازی نقاط ضعف و قوت آنها.
4- مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی حرکت جریان و ردیاب با یافته های آزمایشگاهی
