The relationship between water quality parameters and land use changes (Zayandehrood basin)

Document Type : Research Paper

Authors

Assistant Professor, Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, ‎Malayer University, Malayer, Hamedan 65719-95863, Iran‎

Abstract

The impact of land use change in the water quality changes is major challenges in water supply for different expenditure. This article evaluates the land use change effects on Zayandehrood river water quality. In this study, the change of land use in two periods in 1997 and 2015 was performed by TM and ETM Landsat satellite. Then, change of water quality in the 18-year period was studied. The results showed a major decline in water quality in the river's profile with increased phosphate, nitrate, EC, BOD, COD and TDS in the study period. Pearson correlation test showed a significant correlation between agricultural land with nitrates, phosphates and electrical conductivity and between the city and electrical conductivity. Mann-Kendall test showed that the trend of the most variables is ascending. Results showed a decline in water quality as a result of land use changes on river basin to reduce rangeland, forest, water and increasing the bare lands, agricultural lands and cities. Thus, there is need to proper implementation of programs to control land use change in order to maintain ecological balance.

Keywords

References

  1. احمدی ر. (۱۳۷۴) نقش کاربری اراضی در ایجاد و تشدید حرکات توده‌ای جنگلی. دانشگاه تربیت مدرس، تهران، پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد.
  2. امیریان ع. طبری ح. کشکولی ح. و حسونی‌زاده ﻫ. (1388) ارزیابی اثرات خشکسالی بر کیفیت آب رودخانة مارون. هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه.
  3. برخورداری ج. و خسروشاهی م. (1386) بررسی اثر تغییرات پوشش اراضی و اقلیم برجریان رودخانه (مطالعة موردی: حوزة آبخیز میناب). پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، 77(1): 191-199.
  4. جباری ا. (1392) نقش کاربری اراضی در کیفیت آب رودخانة الوند کرمانشاه. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 17(44): 73-93.
  5. خاکپور ب. ع. ولایتی س.ا. و کیانژاد ق. (1386) الگوی تغییر کاربری کاربری شهر بابل. جغرافیا و توسعة ناحیه‌ای، 18: 46-64.
  6. خلیقی ش. مهدوی م. و ثقفیان ب. (1384) بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر سیل‌خیزی با استفاده از مدل NRCS (مطالعة موردی: حوضة باراندوزچای در آذربایجان غربی). منابع طبیعی ایران، 58(10): 733-742.
  7. ریکی م. (۱۳۷۹) بررسی کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت خاش. دانشگاه تهران، تهران، پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد.
  8. ساکی‌زاده م. (1383) بررسی و منشأیابی منابع آلودگی در حوضة آبخیز سیاهرود در گیلان. دانشگاه تهران، تهران، پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد.
  9. سلاجقه ع. رضوی‌زاده س. خراسانی ن. حمیدی‌فر م. و سلاجقه س. (1390) تغییرات کاربری اراضی و آثار آن بر کیفیت آب رودخانه (مطالعة موردی: حوزة آبخیز کرخه). محیط‌شناسی، 37(58): 81-86.
  10. عودی، ق. (1373) کیفیت آب آشامیدنی. انتشارات محقق.
  11. 11. کاشفی‌پور س.م. و توکلی‌زاد ا.ع. (1386) مدل هیدرودینامیکی و کیفی FASTER و کاربرد آن در مهندسی رودخانه. تحقیقات منابع آب، 3(3): 68-75.
  12. 12. میرزایی م. (1392) مدل‌سازی تجربی ارتباط میان پارامترهای کیفیت آب سطحی و سنجه‌های سیمای سرزمین با استفاده از سیستم استنتاج عصبی- فازی (مطالعة موردی: استان مازندران). دانشگاه تربیت مدرس، تهران، پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد.
  13. 13. محمدزاده ش. صدیقی ح. پزشکی‌راد غ. مخدوم م. و شریفی‌کیا م. (1393) تحلیل پیامدهای تغییر کاربری اراضی زراعی به باغی از دیدگاه باغداران در غرب حوضة آبریز دریاچة ارومیه. تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران، 45(4): 775-785.
  14. 14. نبی‌زاده نودهی، ر. و فائزی‌رادی د. (1375) رهنمودهای کیفیت آب آشامیدنی. سازمان بهداشت جهانی، انتشارات نص، تهران.
  15. Bhadori B. Harbor J. Engel B. and Grove M. (2000) Assessing watershed-scale, long-term hydrologic impacts of land-use change a GIS-NPS Model. Environmental Management, 1(26): 643-658.
  16. Calijuri M. Castro J. Costa L. Assemany P. Alves J. (2015) Impact of land use/land cover changes on water quality and hydrological behavior of an agricultural subwatershed. Environmental Earth Sciences, 74(6): 5373-5382.
  17. Engle B.A. Choi J.Y. Harbor J. and Pandey S. (2003) Web-based DSS for hydrologic impact evaluation of small watershed land use changes. Computers and Electronics in Agriculture, 39: 241-249.
  18. EPA (1977) Process design manual for land treatment of municipal wastewater. Report 625/1-77-008. Us Environment Protection Agency, Circinnatei, Ohio.
  19. Foody G.M. Ghoniem E.M. and Arnell N.W. (2004) Predicting locations sensitive to flash flooding in an arid environment. Journal of Hydrology, (ARTICLIEN PRESS).
  20. FAO (1985) water quality for agriculture. R.S. Ayers and D.W. Westcott. Irrigation and Drainage Paper 29 Rev.l. FAO, Rome. 174 p.
  21. Galdavi S. Salman mahini A. and Najafinejad A. (2012) Application of long-term hydrologic impact assessment resulting land use changes on water resources. Environment and Development, 3(6): 35-46.
  22. Hejam S. Khoshkhou Y. and Shamsodinvandi R. (2008) Analysis of Seasonal and annual rainfall trend in a few stations in the Central Region of Iran using non-parametric methods geographical research. 40(64): 157-168.
  23. Hara Y. Takeuchi K. and Okubo S. (2004) Urbanization Linked with Past Agricultural Land use Patterns in the Uurban Fringe of a Deltaic Asian mega-city: a case study in Bangkok. Landscape and Urban Planning, 73(1): 16-28.
  24. Hassler M. (2004) Animal grazing effects on runoff water quality in semiarid grassland. Environmental Quality, 21: 102-105.
  25. Hatt B.E. Fletcher T.D. Walsh C. and Taylor S.L. (2004) The influence of urban density and drainage infrastructure on the concentrations and loads of pollutants in small streams. Environmental Management, 34: 112-124.
  26. He H. Zhou J. Wu Y. Zhang W. and Xie X. (2008) Modelling the response of surface water quality to the urbanization in Xian, China. Environmental Management, 86: 731-749.
  27.  
  28.  
  29. Lillesand T.M. and Ralph W.K. (2000) Remote sensing and image interpretation. 4th Edition, John Wiley and Sons, Inc New York ISBN 0 – 471 – 25515 – 7.
  30. Li N. Xu Y.P. and Guo H.C. (2007) Analysis of long-term impact of urbanization on surface run-off in Xitiaoxi river basin. Environmental Informatics Archives, 3(5): 346-353.
  31. Liang T. Hao W. Hsiang K. and Chao-sheng Z. (2004) Agriculture land-use effects on nutrient losses in West Tiaoxi Watershed, China. The American Water Resources Association (JAWRA), 40(6): 1499-1510.
  32. Lin Y.P. Hong N.M. Wu C.F. and Veburg P.H. (2007) Impacts of land use change scenarios on hydrology and land use patterns in the Wu-Tu watershed in northern Taiwan. Landscape and Urban Planning, 80: 111-126.
  33. Nielson A. Trolle D. Sondergaard M. Lauridsen T. Bjerring R. Olesen J. and Jeppesen E. (2012) Watershed land use effects on lake water quality in Denmark. Ecological application, 22(4): 1187-1200.
  34. Oluseyi O.F. (2006) Urban land use change analysis of a traditional city from remote sensing data: the case of Ibadan metropolitan area. Humanity and Social Sciences, 1: 42-61.
  35. Salarian M. Jamshidi A. and Alizadeh A. (2014) Quality routing in Soleiman Tange, Kord Kheyl and Rig Cheshmeh by Mann-Kendall nonparametric test. The First National Conference on Water Resources and Agricultural Challenges, Iran, Islamic Azad University of Isfahan, Khorasgan.
  36. Scanlon B. Reedy R. Tonestromw D. Prudicz D. and Dennehy K. (2005) Impact of land use and land cover change on groundwater recharge and quality in the southwestern US. Global Change Biology, 11: 1577-1593.
  37. Shi P.J. Yuan Y. Zhang J. and Wang J.A. (2007). The effect of land use/cover change on surface runoff in Shenzen region. Catend, 69: 31-35.
  38. Standard methods for the examination of water and wastewater. 21 St Ed.APHA –AWWA-WPCF Washington DC.USA; 2005.
  39. Standard methods for the examination of water and wastewater (1992) 18 St Ed. American Water Works Association, Washington, DC.
  40. Tang Z. Engel B.A. Pijianowski B.C. and Lim K.J. (2005) Forecasting land use change and its environmental impact at a watershed scale. Environmental Management, 76: 35-45.
  41. Tang Z. Engel B.A. Lim K.J. Pijianowski, B.C. and Harbor J. (2005) Minimizing the impact of urbanization on long term runoff. The American Water Resources Association, 41: 1347-1359.
  42. Vito F.U. Raffaele G. and Nicola L. (2003) A fuzzy knowledge-based decision support system for groundwater pollution risk evaluation. Environmental Management, 73(3): 189-197.
  43. Weng Q. (2001) Modeling urban growth effects on surface runoff with the integration of remote sensing and GIS. Environmental Management, 28: 737-748.

Water and Irrigation Management
Volume 6, Issue 2
November 2017
Pages 175-192

Files

Share

How to cite

Statistics