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介绍

在印度大部分地区，地下水是家庭、农业和工业部门使用的重要淡水供应来源。季风降水不稳定、地表水不足和地下水资源过度开采激发了人们对地下水发生、补给和补给的认识⁷。对水需求的增加导致了印度恒河流域的水资源短缺和水质恶化^2-6。不加选择地开发地下水不仅影响了地下水资源的可利用性，而且还造成了砷等地源性地下水污染。一般而言，地表水的质素会受到地质及人为活动的影响，即:(i)在农业地区过度使用肥料及除害剂;(ii)未经处理/部分处理的废水污染地表水;及(iii)过量抽取及不当管理地下水资源^9、10、12。MacDonald等人(2016)报道过。⁶也就是2/3^{理查德·道金斯}印度恒河流域有1 / 3的地下水受到污染。在良好的水土管理措施下，良好的水质是提高作物产量的基本要求。因此，水质好坏是评价灌溉水适宜性的因素之一。由于地下水在地下流经土壤和岩石介质，根据补给来源和流经的地层，它总是含有一定数量的溶解盐。因此，在将水用于灌溉目的之前，总是建议对水质进行评估和评估。

在本文中，对印度北方邦的阿格拉地区进行了适合灌溉目的的水质评估。

研究区域

阿格拉地区位于北方邦的西部，位于北纬27.11′到27.11′之间，东经78.0′到78.2′之间(图1)，海拔169米。阿格拉市坐落在亚穆纳河畔。在行政上，这个地区分为六个县和十五个街区。该地区种植的主要作物是小麦、水稻、巴吉拉、芥菜和土豆。整个地区有超过7200个小型工业单位幸免。根据2011年人口普查，阿格拉地区的面积为4027公里²包括38,38.6公里²农村地区和188.4公里²城市区域。该区总人口为418,797人，其中男性23,64,953人，女性20,53,844人。在总人口中，农村人口为2394602人，城市人口为2024195人。

图1:阿格拉地区地图显示了各个街区 还有亚穆纳河 点击此处查看图

阿格拉地区属于大陆性亚热带气候，4月至9月是漫长炎热的夏季，气温高达45°C。夏季干燥的风(热浪)吹过这个地区。在七月至九月的季风月份，降雨量约为670毫米。夏季最高气温45°C，最低气温约21.9°C，冬季最高气温31.7°C，最低气温约4.2°C。

方法

水质数据使用标准程序分析12个水质参数，即pH值，电导率(EC)，总溶解固体(TDS)，氯化物(Clˉ)，碳酸氢盐(HCO)_3.ˉ)、硫酸盐(SO₄²Ë‰)、硅(Si)、铁(Fe)、铝(Al)、钙(caºº)、镁(mgºº)和钠(naº)，从阿格拉地区的15个区块收集，收集时间为2006年至2014年的9年间，这些数据来自北方邦政府地下水部门。为了验证实验室分析的结果，还进行了离子平衡，误差小于10%。

派珀三线性图

水化学相的概念可以用来表示水文系统中水的诊断化学特征。这些相反映了发生在岩性框架内矿物之间和地下水中的化学过程的影响。这个图表在用图形表示同一图上的一组分析时很有用。Piper三线图包括两个下三角形场，一个在左边，另一个在右边，以及一个中央菱形场。这三个领域都有100个部分的刻度读数。三种阳离子(Ca^{2 +}、镁^{2 +}, Na⁺+ K⁺)和三个阴离子(HCO)_3.^-,所以₄^2－, Cl^-)分别在左下角和右下角三角形处按照常规的三线坐标绘制为一个点。它们与三角形的边平行向上投射，以便在中央菱形场中给出一个点。这一点表明了地下水的总体化学特征。此外，该点的位置表明了地下水的相对组成，即对应于该场的四个顶点的正阴离子对。图2和图3所示的三个区域根据其成分的相对浓度显示了地下水的基本化学特征。

图2:水质变量的表示 在派珀三线性图中 点击此处查看图

图3:各种图形表示 地下水相(Manoj et al.， 2013)8 点击此处查看图

根据钠吸收比(SAR)、钠百分比和残余碳酸钠(RSC)、Wilcox图对水质进行评价。

钠吸收比(SAR)

SAR是评价灌溉用水适宜性最常用的参数。如果用于灌溉的水钠含量很高⁺钙含量低^{2 +}，离子交换配合物可能被Na饱和，由于粘土颗粒的分散而破坏土壤结构。根据理查兹(1954)¹¹， SAR表示为

Na在哪里⁺、钙^{2 +}和毫克^{2 +}是每升浓度的百分比，单位是毫当量。

钠百分比(Na %)

水中的钠离子可以取代土壤中的钙、镁离子。这将导致土壤形成稳定团聚体的能力下降，土壤结构和倾斜的丧失。这也将导致土壤的入渗和渗透性下降，从而导致作物生产问题。托德(1980)¹³定义可溶性钠百分比(SSP)或Na%为

K⁺是浓度的百分比，单位是毫当量每升。

残余碳酸钠(RSC)

当碳酸盐浓度过高时，碳酸盐与钙和镁结合，形成一种固体物质，沉淀在水中。这个超额用RSC表示，表示为

RSC = (co ._3.²E‰+ HCO_3.^-) - (Ca^{2 +}+毫克^{2 +}）（3）

公司在哪里_3.²Ë‰和HCO_3.^-是每升浓度的百分比，单位是毫当量。

Wilcox图是钠危害(SAR)在y轴上与盐危害(电导率)在x轴上的简单散点图，用于确定灌溉用水的可行性。

灌溉用水适宜性评价标准

CGWB和CPCB(2000)定义了关于电导率、钠含量、SAR和RSC的灌溉用水适宜性评估标准，如表1所示。

表1:灌溉水质评价准则

水类	Na (%)	电子商务(米S /厘米)	特别行政区	RSC(毫克当量/ L)
优秀的	< 20	< 250	< 10	< 1.25
好	20 - 40	250 - 750	10 - 18	1.25 - -2.0
媒介	奖金的	750 - 2250	18-26	2.0 - -2.5
坏	60 - 80	2250 - 4000	> 26	2.5 - -3.0
非常糟糕的	> 80	> 4000	> 26	> 3.0

从表1中可以明显看出，上述参数值越小，水越适合灌溉使用。在本文中，地下水质量按照表1规定的标准进行了分区评估。

结果与讨论

利用Wilcox和Piper图、RSC、SAR和EC进行了水质表征和灌溉适宜性评价。Wilcox图和Piper图是使用位于Roorkee的美国国家水文研究所(NIH)高级地下水研究卓越中心(CEAGR)提供的Aquachem 2011.1软件编制的。SAR和RSC值分别用式(1)和式(3)计算。为了绘制阿格拉地区每个区块的Piper和Wilcox图，对2006年至2014年期间的时间序列水质数据逐块平均。然后在Piper和Wilcox图中绘制时间序列平均数据，如图4和图5所示。

图4:显示阿格拉地区各区块地下水质量的Piper图 点击此处查看图

图4显示了Achhnera嵌段阴离子(HCO_3.E‰+所以₄²Ë‰)为42%，阳离子(Mg²º+ naº)为82%，Akola阴离子为25%，阳离子为82%，Bah阴离子为74%，阳离子为65%，Barauli Ahir阴离子为80%，阳离子为65%，Bichpuri阴离子为85%，阳离子为50%，Etmadpur阴离子为42%，阳离子为82%。Fatehabad阴离子为46%，阳离子为85%，Fatehapur Sikari阴离子为46%，阳离子为85%，Jagner阴离子为40%，阳离子为82%，jaiitpur Kalan阴离子为76%，阳离子为70%，Khairagarh阴离子为46%，阳离子为78%，Pinahat阴离子为54%，阳离子为74%对于赛亚人来说，阴离子是40%，阳离子是82%，对于沙姆萨巴德来说，阴离子是52%，阳离子是82%，对于坎杜里来说，阴离子是56%，阳离子是74%。

总体上发现，Achhnera、Akola、Bichpuri、Etmadpur、Fatehabad、Fatehapur Sikari、Jagner、Jaitpur Kalan、Khairagarh和Saiyan区块的水相为Ca²´º- HCO_3.ˉ型，Barauli Ahir、Shamsabad、Pinahat、Bah和Khandouli为Ca² -Mg² -CIˉ混合型。

将Agra地区各区块的地下水水质结果绘制成Wilcox图，如图5所示。

图5:显示阿格拉地区各区块地下水质量的Wilcox图 点击此处查看图

从图5可以看出，阿格拉地区大部分区块的地下水水质数据都属于钠危害的S1和S2类(低至中等钠危害)，只有一个区块(Khairagarh)属于S4类，表明钠危害非常高。另一方面，除jaiitpur Kalan区块处于中等盐度危险C2类别外，大部分区块的地下水水质数据属于C3和C4级别，即高至极高盐度危险。总体上，阿格拉地区地下水水质特征为C3S1和C4S2型。

地下水水质评价

Barauli Ahir, Fatehapur Sikari, Shamsabad, Khandouli, Pinahat, Bah和Jaitpur Kalan区块的电导率高达2250 μ mho/cm，这表明水质为中等至优秀。然而，Bichpuri, Akola, Saiyan, Fatehabad, Achhnera, Khairagarh, Etmadpur和Jagner区块的电导率超过2250 μ mho/cm，这表明水质为从糟糕到非常糟糕。

Barauli Ahir、Fatehapur Sikari、Shamsabad、Khandouli、Pinahat、Etmadpur、Jaitpur Kalan、Jagner、Bah、Saiyan和Fatehabad等区块的钠含量高达60%，表明水质为中等至优秀。然而，Akola、Achhnera、Khairagarh和Bichpuri地区的钠含量从60%到80%不等，这表明了水的质量从糟糕到非常糟糕。

所有块体的SAR值高达26，表明水质良好中等至优秀，除了显示SAR值超过26的凯拉格尔区块水质良好非常糟糕的。

该区所有区块的RSC值均小于1.25，表明该区地下水水质为优秀的班级类型。

结论

阿格拉地区各区块地下水水质特征为:naº- Clˉ，Ca^{2 +}naaºHCO3E‰,Ca²º- Mg²º- ClE‰,Ca²º——HCO_3.E‰,Ca²º- ClE‰,Naaº- ClE‰,Ca²º- Mg²º- ClE‰₄²Ë‰，Ca²´º- na´º- HCO_3.E‰类型。还得出结论，Barauli Ahir、Fatehapur Sikari、Saiyan、Achhnera、Shamsabad、Khandouli、Pinahat、Jaitpur Kalan和Bah区块的水质不合格中等到非常好类别和可用于灌溉目的。然而，Bichpuri、Akola、Fatehabad、Khairagarh、Etmadpur和Jagner地区的水质却低于标准中等到非常糟糕因此，根据土壤类型和耐盐作物的不同，必须谨慎使用。

确认

作者感谢N.C. Ghosh博士，科学家' G '和北阿坎德邦国家水文研究所地下水水文部门负责人，他们提供了由印度政府MoWR, RD和GR赞助的Peya Jal Suraksha项目的Agra地区地下水质量数据。

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