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介绍

在印度大部分地区，地下水是供家庭、农业和工业部门使用的淡水供应的重要来源。不一致的季风降雨，缺乏地表水和地下水资源的超采，促使人们了解地下水的发生、补给和补给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．不加选择地开采地下水不仅影响了地下水资源的可得性，而且还造成了地下水砷等地源污染。一般而言，地下水水质受地理和人为活动影响，即(i)在农业地区过度使用化肥和杀虫剂，(ii)未经处理/部分处理的废水污染地表水，以及(iii)过度抽取和管理地下水资源不当^9、10、12. MacDonald等人（2016年）报告了这一情况⁶的2/3^{理查德·道金斯}印度-恒河盆地地下水污染严重。在良好的土壤和水管理措施下，良好的水质量是提高作物产量的基本要求。因此，良好的水质是评价灌溉用水适宜性的因素之一。由于地下水流经地下的土壤和岩石介质，它总是含有一定量的溶解盐，这取决于补给的来源和它流经的地层。因此，建议在用水灌溉前对水质进行评估和评价。

在本论文中，对印度北方邦阿格拉地区的水质进行了适宜灌溉目的的评价。

研究区域

阿格拉地区位于北方邦西部，位于北纬27.11′至27.11′和东经78.0′至78.2′之间(图1)，海拔169米。阿格拉市位于亚穆纳河畔。行政上，这个地区被划分为6个蒂锡尔和15个街区。这个地区种植的主要农作物有小麦、水稻、巴吉拉、芥菜和土豆。超过7200个小型工业单位在整个地区幸免。根据2011年人口普查，阿格拉区面积为4027公里²其中包括38,38.6公里²农村面积188.4公里²城市区域。该地区的总人口为44,18,797人，其中23,64,953人为男性，20,53,844人为女性。其中，农村人口23,94602人，城市人口20,24195人。

图1:阿格拉区的地图，显示了不同的街区 亚穆纳河 点击这里查看图

阿格拉地区属于亚热带大陆性气候，从4月到9月，夏季炎热，气温高达45°C。夏天干燥的风(热浪)在这个地区肆虐。在7月至9月的季风月份，降雨量约670毫米。夏季最高气温为45℃，最低气温约为21.9℃，冬季最高气温为31.7℃，最低气温约为4.2℃。

方法论

使用12个水质参数的标准程序分析水质数据，即：。pH值、电导率（EC）、总溶解固体（TDS）、氯化物（Clˉ）、碳酸氢盐（HCO_3.E‰)、硫酸(₄²Ë‰)，硅(Si)，铁(Fe)，铝(Al)，钙(Ca⁺⁺)，镁(Mg⁺⁺)和钠(Na⁺)从阿格拉区15个街区从2006年至2014年的9年期间收集，从北方邦政府地下水部门。为了检验实验室分析的结果，还进行了离子平衡，发现误差小于10%。

风笛手三线的图

水化学相的概念可用于表示水文系统中水的诊断化学特征。岩相反映了岩性框架内和地下水中矿物之间发生的化学过程的影响。该图有助于以图形方式显示同一绘图上的一组分析。派珀三线性图由两个下部三角形区域（分别位于左侧和右侧）和一个中心菱形区域组成。所有三个字段的刻度读数都分为100个部分。三种阳离子的百分比反应值（Ca^2＋、镁^2＋,Na⁺+K⁺)和三种阴离子(HCO_3.^-,所以₄^{2 -},Cl^-)分别在左下三角形和右下三角形根据常规的三线性坐标作为一个单点绘制。这些投影向上平行于三角形的边，以便在中心的菱形场中给出一个点。这一点表明了地下水的整体化学特征。此外，这一点的位置表明地下水的相对组成，以阳离子-阴离子对对应的四个顶点。绘制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，如图2和图3所示。

图2:水质变量表示 在派珀三线图中 点击这里查看图

图3:各种 地下水相(Manoj等，2013)8 点击这里查看图

水质根据钠吸收率（SAR）、钠百分比和残余碳酸钠（RSC）、威尔科克斯曲线图进行评估。

钠吸收率（SAR）

SAR是评估灌溉用水适宜性最常用的参数。如果用于灌溉的水钠含量高⁺钙含量低^2＋时，离子交换配合物可能会被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＋镁^2＋是浓度的百分比，单位是每升的毫当量。

钠百分比（Na%）

水中的钠含量可以取代土壤中的钙和镁离子。这将导致土壤形成稳定团聚体的能力降低，并导致土壤结构和倾斜度损失。这也会导致土壤的渗透性和渗透性降低，从而导致作物生产问题。托德（1980）¹³定义可溶性钠百分比(SSP)或钠%为

K在哪里⁺是浓度的百分比，单位为每升的毫当量。

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，从水中沉淀下来。多余部分由RSC表示，并表示为

RSC =(有限公司_3.²Ë‰+HCO_3.^-) - (Ca^2＋+毫克^2＋）（3)

公司在哪里_3.²E‰和HCO_3.^-是浓度的百分比，单位是每升的毫当量。

威尔科克斯图是y轴上的钠危害(SAR)与x轴上的盐危害(电导率)的简单散点图，用于确定灌溉用水的可行性。

灌溉用水适宜性评估标准

CGWB和CPCB(2000)根据电导率、钠含量、SAR和RSC定义了评估灌溉用水适宜性的标准，如表1所示。

表1:灌溉水质评价准则

从表1可以明显看出，如果上述参数值较小，则水更适合灌溉使用。在本文件中，地下水质量已按照表1中规定的标准分块评估。

结果与讨论

利用威尔科克斯和派珀图、RSC、SAR和EC进行了水质表征和灌溉适宜性评估。Wilcox和Piper图表使用Roorkee国家水文研究所(NIH)先进地下水研究卓越中心(CEAGR)提供的2011.1软件编制。分别用式(1)和式(3)计算SAR和RSC值。为了绘制阿格拉区每个街区的Piper和Wilcox图，我们按街区平均了2006年至2014年的时间序列水质数据。然后将时间序列平均数据绘制在Piper和Wilcox图中，如图4和5所示。

图4:Piper图显示了Agra区各区块的地下水质量 点击这里查看图

图4显示了对于Achhnera阻塞阴离子(HCO_3.ˉ+SO₄²E‰)和42%阳离子(Mg²º+ Naaº),82%为Akola阴离子和阳离子是82%,25%为呸阴离子和阳离子是65%,74%为Barauli阿希尔族人阴离子和阳离子是65%,80%为Bichpuri阴离子和阳离子是50%,85%和Etmadpur阴离子和阳离子42% 82%。Fatehabad阴离子和阳离子是85%,46%为Fatehapur Sikari阴离子和阳离子是85%,46%为Jagner阴离子和阳离子是82%,40%为Jaitpur凯亮日用阴离子和阳离子是70%,76%为Khairagarh阴离子和阳离子是78%,46%为Pinahat阴离子和阳离子54% 74%。Saiyan的负离子占40%，阳离子占82%，Shamsabad的负离子占52%，阳离子占82%，Khandouli的负离子占56%，阳离子占74%。

总体来看，Achhnera、Akola、Bichpuri、Etmadpur、Fatehabad、Fatehapur Sikari、Jagner、Jaitpur Kalan、Khairagarh和Saiyan区块的水相为Ca²âº- HCO_3.ˉ型和Barauli-Ahir、Shamsabad、Pinahat、Bah和Khandouli为混合Ca-Mg-CI‰型。

地下水质量结果也绘制在阿格拉区所有区块的威尔科克斯图中，如图5所示。

图5:显示Agra区各街区地下水质量的Wilcox图 点击这里查看图

从图5中可以看出，除了一个区块(Khairagarh)属于S4类，属于非常高钠危害外，Agra区大部分区块的地下水质量数据均属于S1和S2类钠危害(低至中钠危害)。除Jaitpur Kalan区块为C2类中等盐渍化风险外，大部分区块的地下水水质均处于C3和C4级盐渍化风险，为高至极高的盐渍化风险。总体上，阿格拉地区地下水水质表现为C3S1型和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2250µmho/cm，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2250µmho/cm，表明水质为从坏到非常坏．

Barauli Ahir、Fatehapur Sikari、Shamsabad、Khandouli、Pinahat、Etmadpur、Jaitpur Kalan、Jagner、Bah、Saiyan和Fatehabad区块的钠含量高达60%，表明水的质量为中等至优秀．然而，Akola、Achhnera、Khairagarh和Bichpuri区块的钠含量从60到80%不等，这表明水的质量从坏到非常坏．

所有区块的SAR值可达26，表明水质中等至优秀，但Khairagarh区块除外，该区块的SAR值大于26，水质良好非常糟糕的．

区域内所有区块的RSC值均小于1.25，表明地下水质量为：优秀班类型。

结论

阿格拉区各区块的地下水质量特征为Na–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‰，Ca²âº- Na⁺- HCO_3.ˉ型。还得出结论，Barauli-Ahir区块、Fatehapur Sikari区块、Saiyan区块、Achnera区块、Shamsabad区块、Khandouli区块、Pinahat区块、Jaitpur Kalan区块和Bah区块的水质均符合标准中等至非常好可作灌溉用途。然而，Bichpuri、Akola、Fatehabad、Khairagarh、Etmadpur和Jagner区块的水质则有所下降中等到非常差因此，根据土壤类型和耐盐作物的不同，在灌溉时必须谨慎使用。

确认

作者感谢Roorkee(北阿肯德邦)国家水文研究所地下水水文部主管N.C. Ghosh博士，他是科学家，提供了由印度政府MoWR、RD和GR赞助的Peya Jal Suraksha项目的阿格拉地区地下水质量数据。

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