امروزه ردیابی در مسائل آب و خاک در مقایسه با گذشته كاربردی بسیار گسترده­تر یافته است. بررسی ارتباط هیدرولیكی و ویژگی­های هیدرودینامیكی سفره­های آب زیرزمینی، ارزیابی منشاء و گسترش آلودگی از مهم­ترین كاربردهای این روش هستند. در كشور ما نیز همگام با فرآیند 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 سیستماتیك منابع آب و خاک و ژئوتكنیك 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 كلاسیك 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 می­تواند 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 می­تواند در قسمت­های 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 مسئله­ی شوری خاك توجه شود و امر فوق جزء با اعمال مدیریت آبیاری صحیح امكان پذیر نمی­باشد. مدیریت آبیاری می­تواند نقش مهمی درحركت املاح و 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  آلاینده­ها به اعماق خاك و به طرف آب­های زیرزمینی و همچنین نقش مهمی در شوری خاك بویژه درناحیه توسعه ریشه­ی گیاهان داشته باشد، بهترین مدیریت آبیاری باید مقدار شوری در آب آبیاری، درخاك و در ناحیه ریشه­ی 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 استفاده از مدل به عناصر سنگین از قبیل كادمیم و سرب و حركت آفتكش­ها و علفكش­ها درخاك 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 می­شود.

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 قسمت­های مختلف و لایه­های 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 اندازه­گیری زمان پیمایش خصوصیات جریان مانند سرعت را به دست می­دهد. در بحث تراوش جریان از لایه­های زمین­­شناسی، سدهای خاکی و انتقال املاح از مزارع کشاورزی استفاده از مواد ردیابی می­تواند 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.