| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,245 |
| تعداد مقالات | 35,875 |
| تعداد مشاهده مقاله | 54,270,356 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 93,454,789 |
تأثیر نوع پوشش سقف و فاصله از مرکز شهر بر کیفیت شیمیایی آب استحصالی از پشتبام در شهر اصفهان | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 31 شهریور 1405 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2026.372413.1662 | ||
| نویسندگان | ||
| سیامک دخانی* 1؛ سیده فائزه لاهوتی نسب2 | ||
| 1عضوز هیت علمی دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه کاشان | ||
| 2مهندسی طبیعت ، دانشکده منابع طبیعی ,علوم زمین دانشگاه کاشان، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیدۀ مبسوط مقدمه و هدف با گسترش شهرنشینی در مناطق خشک مانند اصفهان، فشار بر منابع آب افزایش یافته و روانابهای شهری بهعنوان یکی از منابع مهم آلودگی غیرنقطهای مطرح هستند. بخش قابلتوجهی از این روانابها از پشتبامهای با پوششهای مختلف مثل ایزوگام و گالوانیزه ایجاد میشود که هرکدام میتوانند یونها و آلایندههای متفاوتی وارد جریان آب کنند. علاوه بر جنس مصالح، نزدیکی به منابع آلودگی شهری(ترافیک شهری، منابع خانگی و صنایع شهری ) نیز بر کیفیت رواناب اثرگذار است. از آنجا که مطالعات کمی به بررسی همزمان نوع پوشش بام و موقعیت مکانی پرداختهاند، این پژوهش تأثیر دو نوع پوشش (ایزوگام و گالوانیزه) و سه فاصله مکانی در اصفهان را بر پارامترهای کیفی رواناب شامل EC، pH و مجموع کلسیم و منیزیم بررسی میکند تا به انتخاب مصالح مناسب و مدیریت بهتر رواناب شهری کمک کند مواد و روشها به منظور دستیابی به اهداف پژوهش، یک طرح آزمایشی فاکتوریل(اسیدیته، هدایت الکتریکی و مجموع کلسیم و منیزیم) در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. این مطالعه در شهر اصفهان که با اقلیم خشک و چالشهای کمآبی مواجه است، انجام گرفت. برای بررسی اثر موقعیت مکانی، سه ناحیه با فواصل ۵، ۱۵ و ۲۵ کیلومتر از مرکز شهر (منطقهای با تراکم ترافیک و فعالیتهای شهری بالا) انتخاب شدند در هر یک از این نواحی، نمونههایی از دو نوع پوشش سقف شامل ایزوگام (به عنوان نماینده پوششهای قیری) و ورق گالوانیزه (به عنوان نماینده پوششهای فلزی) با سه تکرار (جمعاً ۱۸ نمونه) تعبیه گردید. نمونههای پوشش با ابعاد مشخص تهیه و در معرض بارشهای طبیعی(بارش ۰.۵ میلیمتر بر دقیقه یا ۳۰ میلیمتر بر ساعت است) قرار گرفتند. نمونهبرداری از رواناب تولید شده در طی چندین رخداد بارندگی و در زمانهای مشخص (برای بررسی اثر زمان و پدیده شستشوی اولیه) انجام پذیرفت. پارامترهای کیفی اندازهگیری شده شامل هدایت الکتریکی (EC) با استفاده از دستگاه هدایتسنج، اسیدیته (pH) با pHسنج، و مجموع غلظت یونهای کلسیم و منیزیم با روش تیتراسیون کمپلکسومتری با استفاده از(EDTA) بودند. دادههای جمعآوری شده با استفاده از نرمافزار آماری SPSS و به کارگیری روش تحلیل واریانس (ANOVA) در قالب طرح فاکتوریل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند تا اثرات اصلی و متقابل متغیرهای مستقل (موقعیت مکانی، نوع پوشش و زمان نمونهبرداری) بر متغیرهای وابسته (کیفیت رواناب) ارزیابی شود. سطح معنیداری برای تمام آزمونها ۰۵/۰ در نظر گرفته شد. نتایج و بحث نتایج حاصل از تحلیل دادهها نشان داد که پارامترهای کیفی رواناب تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارند. از نظر هدایت الکتریکی (EC) که نشاندهنده غلظت کل یونها است، موقعیت مکانی و زمان نمونهبرداری اثر معنیداری (۰۵/۰ p > )داشتند، اما نوع پوشش سقف تأثیر معنیداری بر آن نشان نداد. این یافته حاکی از آن است که در منطقه موردمطالعه، املاح محلول در رواناب عمدتاً ناشی از رسوبات و آلایندههای جوی انباشته شده بر روی سطوح هستند که با توجه به موقعیت مکانی و شدت آلودگی هوا در آن ناحیه متفاوت میباشند. مقایسه میانگینها با آزمون توکی نشان داد که ناحیه ۳ (دورترین ناحیه با ۲۵ کیلومتر فاصله) بهطور معنیداری با نواحی ۱ و ۲ (نزدیکتر به مرکز) متفاوت بوده و کمترین میزان EC را دارا بوده است که میتواند ناشی از کاهش تدریجی آلایندههای جوی با فاصله گرفتن از کانونهای آلودگی باشد. در مقابل، پارامتر pH تحت تأثیر معنیدار هر دو عامل موقعیت مکانی و نوع پوشش سقف قرار گرفت (۰۵/۰ p >)، در حالی که زمان نمونهبرداری اثر معنیداری بر آن نداشت. این بدان معناست که اسیدیته یا قلیایی بودن رواناب هم به ماهیت شیمیایی پوشش (مانند آزادسازی یونهای هیدروکسیل از برخی مصالح) و هم به ترکیب شیمیایی ذرات و گازهای جذب شده از هوا (مانند اکسیدهای گوگرد و نیتروژن) وابسته است. تفاوت معنیدار pH بین تمامی نواحی مورد مطالعه (۵، ۱۵ و ۲۵ کیلومتری) مؤید نقش پررنگ آلودگی هوا در تغییر ویژگیهای شیمیایی باران و رواناب است. جالبترین نتایج مربوط به مجموع غلظت یونهای کلسیم و منیزیم Mg²⁺) وCa²⁺ ( بود. برخلاف دو پارامتر دیگر، نوع پوشش سقف و زمان نمونهبرداری اثر معنیداری بر غلظت این یونها داشتند (۰۵/۰ p > ، در حالی که موقعیت مکانی تأثیر معنیداری نشان نداد. نتیجهگیری بر اساس یافتههای این پژوهش، میتوان نتیجهگیری کرد که مدیریت کیفی روانابهای شهری نیازمند نگاهی جامع و چندوجهی است. نتایج به وضوح نشان داد که موقعیت مکانی (به عنوان نمایندهای از شدت و نوع آلودگی هوای منطقه) عامل اصلی تعیینکننده تغییرات هدایت الکتریکی (EC) و اسیدیته (pH) رواناب است که نقش مهم آلودگی هوای منطقهای را در شکلگیری کیفیت اولیه رواناب برجسته میسازد. علاوه بر این، مشاهده تغییرات زمانی در غلظت پارامترها، به ویژه کاهش غلظت کلسیم و منیزیم در طول زمان، تأییدی بر وقوع پدیده شستشوی اولیه است؛ یعنی غلظت آلایندهها در ابتدای بارش به مراتب بیشتر از ادامه آن است. این پدیده یک نکته کلیدی برای مدیریت رواناب شهری به شمار میرود، زیرا نشان میدهد که با جمعآوری و هدایت جداگانه حجم اولیه رواناب (که دارای بیشترین غلظت آلایندهها است) به تصفیهخانهها یا سیستمهای کنترل کیفی، میتوان به طور مؤثری از ورود بخش عمدهای از بار آلودگی به منابع آب پذیرنده جلوگیری کرد و از حجم اصلی و کمآلایندهتر رواناب برای مصارفی نظیر آبیاری فضای سبز یا تغذیه سفرههای آب زیرزمینی بهره برد. در مجموع، این پژوهش بر لزوم توجه همزمان به منشأهای محلی (مصالح) و منطقهای (آلودگی هوا) آلودگی در برنامهریزیهای توسعه شهری و مدیریت یکپارچه منابع آب در مناطق خشک تأکید میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| واژگان کلیدی آلودگی غیرنقطه ای؛ اصفهان؛ پشتبام ایزوگام؛ پشتبام گالوانیزه؛ رواناب شهری؛ کیفیت آب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Effect of Roof Covering Type and Distance from the City Center on the Chemical Quality of Rooftop-Harvested Water in Isfahan | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Siamak Dokhani1؛ Seyyedeh Faezeh Lahoti Nasab2 | ||
| 1faculty member of faculty of natural resources and earth sciences of university of Kashan | ||
| 2Natural Engineering, Faculty of Earth Sciences and Natural Resources Engineering, University of Kashan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Objective With the expansion of urbanization in arid regions like Isfahan, pressure on water resources has intensified, and urban runoff has emerged as a significant source of non-point source pollution. A substantial portion of this runoff originates from rooftops featuring various coverings—such as bituminous membranes (Isogam) and galvanized steeleach capable of introducing distinct ions and pollutants into the water flow. Beyond the material composition, proximity to urban pollution sources also influences runoff quality. Given the scarcity of studies simultaneously examining roofing materials and spatial location, this research investigates the impact of two types of roofing (bituminous membrane and galvanized steel) and three spatial distances in Isfahan on runoff quality parameters specifically EC, pH, and total calcium and magnesiumaiming to facilitate appropriate material selection and improved urban runoff management. Materials and Methods To achieve the objectives of the study, a factorial experimental design (pH, electrical conductivity, and the sum of calcium and magnesium) was implemented within a completely randomized design framework. This study was conducted in the city of Isfahan, which faces an arid climate and water scarcity challenges. To investigate the effect of spatial location, three zones were selected at distances of 5, 15, and 25 kilometers from the city center (an area characterized by high traffic density and intense urban activities. In each of these zones, samples were prepared from two types of roof coverings, including Isogam (representing bituminous membranes) and galvanized sheets (representing metallic coverings), with three replications (totaling 18 samples). The covering samples were prepared with specified dimensions and exposed to natural rainfall events (with an intensity of 0.5 mm/min or 30 mm/hr). Runoff sampling was carried out during several rainfall events and at predetermined time intervals (to examine the effect of time and the first-flush phenomenon). The measured quality parameters included electrical conductivity (EC) using a conductivity meter, pH using a pH meter, and the total concentration of calcium and magnesium ions via complexometric titration (using EDTA). The collected data were analyzed using SPSS statistical software, employing analysis of variance (ANOVA) within the factorial design framework to evaluate the main and interaction effects of the independent variables (spatial location, roof covering type, and sampling time) on the dependent variables (runoff quality). The significance level for all tests was set at 0.05.Results and DiscussionThe results of the data analysis revealed that runoff quality parameters are influenced by various factors. Regarding electrical conductivity (EC), which indicates the total ion concentration, both spatial location and sampling time exerted significant effects (p < 0.05), whereas roof covering type did not show a significant impact. This finding suggests that, in the study area, the soluble salts in runoff predominantly originate from atmospheric deposits and pollutants accumulated on surfaces, which vary according to spatial location and the intensity of air pollution in each zone. Mean comparisons using Tukey's test indicated that Zone 3 (the farthest zone, at a distance of 25 km) differed significantly from Zones 1 and 2 (closer to the center) and exhibited the lowest EC value, which may be attributed to the gradual reduction of airborne pollutants with increasing distance from pollution hotspots. In contrast, pH was significantly influenced by both spatial location and roof covering type (p < 0.05), while sampling time had no significant effect on this parameter. This implies that the acidity or alkalinity of runoff depends both on the chemical nature of the covering material (e.g., the release of hydroxyl ions from certain materials) and on the chemical composition of particulates and gases absorbed from the air (such as sulfur and nitrogen oxides). The significant differences in pH observed among all studied zones (5, 15, and 25 km) further underscore the prominent role of air pollution in altering the chemical characteristics of rainfall and runoff.The most intriguing findings pertained to the total concentration of calcium and magnesium ions (Ca²⁺ and Mg²⁺). Unlike the other two parameters, roof covering type and sampling time exerted significant effects on the concentration of these ions (p < 0.05), whereas spatial location did not show a significant influence. Conclusion Based on the findings of this study, it can be concluded that the quality management of urban runoff requires a comprehensive and multidimensional approach. The results clearly demonstrated that spatial location serving as a proxy for the intensity and type of regional air pollution is the primary determinant of variations in electrical conductivity (EC) and pH, thereby highlighting the significant role of ambient air quality in shaping the initial quality of runoff. Furthermore, the observed temporal variations in pollutant concentrations, particularly the decline in calcium and magnesium levels over time, confirm the occurrence of the first-flush phenomenon wherein pollutant concentrations are substantially higher at the onset of rainfall than in subsequent stages. This phenomenon represents a critical consideration for urban runoff management, as it implies that by separately collecting and diverting the initial runoff volume (which carries the highest pollutant load) to treatment facilities or quality control systems, a substantial portion of the pollution burden can be effectively prevented from entering receiving water bodies. Meanwhile, the main, less-contaminated runoff volume can be utilized for purposes such as green space irrigation or groundwater recharge. Overall, this research underscores the necessity of simultaneously considering both local (material-related) and regional (airborne pollution) sources of contamination in urban development planning and integrated water resource management in arid regions. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Galvanized roofing, Isfahan, Isogam roofing, Non-point source pollution, Urban runoff, Water quality | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1 |
||