当前的世界环境

介绍

约旦今天面临的最严峻的环境挑战是缺水。事实上，水是人口/资源等式中的决定性因素。约旦的水资源在一个稳定的平均水平上下波动，而该国的人口却在继续增长。人口自然增长率高，再加上周期性的大规模难民涌入，使得本世纪上半叶人口与水资源之间的舒适平衡，在下半叶变成了长期的、不断恶化的不平衡。约旦与邻国共享大部分地表水资源，这一事实使局势更加恶化，邻国的控制部分地剥夺了约旦合理份额的水资源。目前的使用已经超过了可再生能源的供应。高原含水层过度开采导致地下水位下降和水质下降，这种不可持续的做法弥补了这一赤字。

约旦的气候范围从地中海气候到干旱气候不等，该国约80%的地区每年的降雨量低于100毫米。该国西北部的蒸发量约为2000毫米/年，南部马安的蒸发量超过5000毫米/年。可再生淡水资源约为7.5 - 8.5亿立方米(MCM)，其中约65%来自地表水，35%来自地下水。目前对水的需求量是955 MCM，¹试图调查过度泵送对死海盆地地下水质量的影响，它将突出盆地水中的实际地位和质量。还帮助决策者管理和规划盆地的未来政策。因此，它保持了未来几代水资源的可持续性，并且可以通过过度泵送可能导致的水质劣化产生的风险。

材料和方法

研究区域的描述

死海盆地位于约旦的中部，占地面积约6874公里²．²盆地位于坐标187664.679和256455.773 E和997532.173和1147942.807 N之间(根据巴勒斯坦带)。结42:14约但河流域、靠近约但河的流域、北边是安曼扎卡盆地、南边是雅弗盆地、东边是阿兹拉克盆地。位于该盆地的主要城市是Madaba、Karak和Tafila，见图1。盆地地区的大部分人口集中在首都的南部。过去十年来，这些地区的人口活动有所增加，除了广泛的农业活动外，还过度抽取地下水以满足用水需求，这使流域的地下水质量恶化，并对环境情况和人均水资源份额产生负面影响。

该地区受死海转换系统的影响，高程范围从研究区北部和南部的平均海平面以上1260到死海附近的180左右。研究区有三个主要的地形特征，高原特征，在远东的高地脚趾，沿着死海悬崖的高地陡峭的斜坡和高度，^3.沿着研究区有几条河，分别是Wadi Mujib、Wadi Heedan、Wadi Hasa、Wadi Issal、Wadi Numera、Wadi Ibn Hammad和Wadi Zarqa Main。地表水在地下含水层向西流向死海，并以热水的形式在Zarqa main流出。近几十年来，研究区农业活动受气候、地形、土壤和补充水分供应的影响较小。该地区发展了许多农业活动。

图一:研究区位置图 点击这里查看表格

气候

研究区属于生物气候区;它的气候特征是半干旱到干旱。研究区向死海方向的高地形梯度和高地形起伏对气候参数特别是降水的分布产生了影响。5月绝对日温42℃~ 1月-2℃左右，年平均风速6 - 8 km/h，日照最大14小时/日，冬季最少5小时/日，干球温度33℃。^4.

地质背景

死海盆地的地质受到沉积沉积的沉积形成的Graben结构的影响。它位于围绕死海变换的裂谷内，盆地由于沿着分段死海转变而形成，^5.此外，它还含有超过8000米的沉积岩积累，岩石地区的岩石地区从寒武纪到较低的大三，图2.沉积块故障，形成了死海盆地Graben结构。A horizontal displacement approximately 107 km left lateral strike-slip occurred along the Dead Sea rift during the formation of the Dead Sea-Jordan Valley rift, several tectonic Graben structures were formed along N-S, NW-SE and NE-SW, three trends fault trends were recognized in the study area Figure 2.2. The E-W trending faults are normal to the graben faults, they are noticeable on the eastern block, the E-W trending faults were construct as normal faults then they activated as strike-slip faults.^5.

图2研究区地质图 在约旦地质中。2 点击此处查看数字

沉淀

降水是死海盆地地下水补给的主要来源。降水主要集中在冬季(10 - 5月中旬)，12 - 2月降水量最大，10 - 5月降水量最小。平均年降雨量变化从区域到另一个,它的范围从345 mm Mushaqqar地区在最北端,安曼附近,减少少than52 mm西部死海沿岸(Ghor-Safi区域),降雨减少迅速从高地转向西方,当从北到西,温度增加,降雨量减少，蒸发量增加。Mushaqqar站的降雨量最高，345毫米，Ghor-Safi站的降雨量最低，^4.降水分析表明，年平均降水量的90%发生在冬季，而只有10%发生在春季和夏季，图3。

水文地质

六个含水层复合物在死海盆地从上到下区分，（WAJ，2012）：Amman - Wadi Sir（B2 / A7）含水层，Hummar（A4）含水层，Naur Aquifer（A2）含水层，Kurnub（K）砂岩含水层，zarqa（z）组含水层和朗姆酒组（Disi）含水层。死海盆内内的地下水资源在两种不同的含水层复合物中发现，如表1所示，上石灰石含水层和下砂岩含水层复合物，这两个含水层由一个主要的水上分离。^6.

图3:流域平均月雨量(毫米)分布。2 点击此处查看数字

方法

收集180口不同地点(Heidan、Swaqa、lajjune、Qatraneh、Qastal和Wala)的500个地下水样本，并分析其物理和化学性质。这些水样在Al-Balqa应用大学农业技术学院水资源和环境管理系的实验室中保存和分析，以获取物理参数(如pH)、电导率EC和化学参数(如钙钙)^＋２，镁镁⁺，钠Na.⁺，K.⁺氯,氯^-，硝酸盐没有_3. ^-，碳酸酯CO._3. ^-碳酸氢盐HCO_3. ^-2，硫酸盐SO_4. ^-2所选井化学分析的结果如附录所示²．根据水和废水检测的标准方法进行分析^7.

除了分析的水样外，历史数据是从水和灌溉部（MWI）的开放文件中收集的，并在本研究中确定。根据死海盆地分析的地下水样本进行分类。^8.每个水样都绘制在，^9.图1。Langguth的分类基于四个主要阳离子（钠，钾，镁和钙）的测量浓度和四个主要阴离子（碳酸氢盐，硫酸盐，氯化物和硝酸盐）。在三轴图上绘制样品。

地下水用于家庭用途的适宜性是通过与约旦和世界卫生组织(世卫组织)的饮用水标准进行比较确定的。虽然使用，但是使用研究区域中的地下水的适用性进行灌溉目的。^11.图。对分析的水样采用SPSS软件进行聚类分析。

表1:研究区含水层和渗水层。5. 点击这里查看表格

结果与讨论

据信，水质将是夏季最糟糕的。这是夏天是高峰旅行季节。^12.这可能会导致更多的污染物，比如增加二氧化碳排放。当下雨时，这种污染会随着降水从大气中被带下来，并被冲进雨水沟，然后排入溪流和湖泊。农场附近的水和动物饲养的地方可能有较低的水质。农药、肥料和肥料会被雨水冲到水中。农药所含的化学物质可能对当地野生动物的健康有害。肥料和粪肥含有更多的硝酸盐、磷酸盐、氨和其他化学物质。当肥料和粪肥进入河流时，它们增加了水中这些元素的含量，使水质恶化。

水质伤害部分归咎于约旦人口和城市扩张的成长，特别是在死海中。由死海盆地地下水含水层的严重抽象反映。用于灌溉的水可以根据溶解盐的类型和数量来差异很大。盐在灌溉水中存在于相对较小但大量的灌溉水中。它们来自岩石和土壤的溶解或风化，包括石灰，石膏和其他缓慢溶解的土壤矿物质的溶解。将这些盐用水携带到使用它的任何地方。

表2:描述性统计分析 死海盆地的地下水井。 点击这里查看表格

物理参数

对101个水样的化学分析数据进行描述性统计分析检验，结果如表2所示，采用SPSS 16.0和Microsoft Excel软件将历史数据与近期分析数据相结合进行描述性统计分析。

地下水样品的物理测量结果表明，地下水的平均电导率(EC)在983 ~ 1430 μS/cm之间。沃拉地区钻井的所有井都有最高的EC，而Swaqa区域的EC井具有EC的最低值。低矿化度表明风化带的可溶矿物已被高度浸出，或地下水可能来自较近期的直接补给。该地区中部和南部较高的蒸发率、钙质的频繁出现和土壤中盐分的积累进一步降低了新鲜雨水渗入地下水的潜力。

图4 2003-2011年EC随时间的变化。 点击此处查看数字

Wala No.5井EC均值明显高于其他井，(表2)可以看出Qatraneh No.9井EC一致性更强，与均值的差异更小。图4为研究区代表性井EC随时间的变化情况。电导率增加的原因似乎是由于该地区地下水的广泛开采，这造成了排放超过补给。超泵速率从110,208米提高^3.到195,600米^3.由于安曼南部水井附近的人口增长。除了扩大耕地和广泛灌溉。1月和2月EC值下降，主要是由于补给导致可溶性矿物的浸出。高含量的EC显示大量的盐溶解在水中，这是不可取的，因为它使水不适合饮用。

历史pH值测量的平均值范围从Lajjoun井中的6.94井到7.63在海丹井中，表明地下水略有碱性。低碳酸氢盐值与高pH测量有关，反之亦然。碳酸盐岩中的碳酸盐岩中的环境活性术中的碳酸盐岩石（B2 / A7）可能提高pH值，^{13 14.}根据pH值，表3.根据亚克兰亚马兰人可以分为两组，首先是Lajjoun地区的软水，第二个是Qatraneh，海德，斯瓦奇和瓦拉的硬水。


与其他孔相比，Heidan No.5的pH值的平均值显然较高。2006年与2006年的沃尔雅第13号PH值的急剧下降，2005年的沃尔雅第14次，这是由于地下水污染的变化恰当地是正确的。在所有研究的水样中，根据JS和WHO指南，2011年饮用水是可接受的pH值。

表3：根据pH范围的水类型（Subramania，1999）。 点击这里查看表格

化学参数

总硬度的平均值从斯瓦卡的365.4 mg/l到瓦拉的442.7 mg/l。所有水样中钙的浓度均高于镁;这可能是由于石灰岩的溶解涉及以下平衡，^15.



因此，来自石灰石岩石的溶出过程的突出矿物质是钙，因为，研究区的地质形成的主要构成是石灰石和部分白云石。根据，^15.所有样品都被归类为非常硬水非常硬水的分类可能是由于在集水区井的过度抽水，以及存在来自石灰岩的溶解钙和镁盐。

与其他井相比，瓦拉5号表2中总硬度的平均值显然。由于其他井，在其他井中的含水层过度泵送了含水层的时间和随后的降低水表。由于盆地直接从降雨从降雨充电，冬季的总硬度下降。所有研究的样本都具有在JS的允许极限和世卫组织指南内的总硬度值，^10.

钙的平均水平为76.45mg / L的瓦拉至112毫克/升，其具有最大的钙的值，这是由于阳离子交换钠。虽然低值是由于具有升高的阳离子交换。地下水中钙的浓度显着较弱的可变性。与其他孔相比，瓦拉5号钙中钙的平均值显然较高。

表4：根据CaCO3的总硬度（Mg / L）的水分类，（Freeze和Cherry，1979） 点击这里查看表格

Heidan的镁平均值为36.96 mg/l, Qatraneh为45.1 mg/l。所有井的Mg/Ca比值均小于1，表明浅层含水层中溶质的来源是可溶性矿物的溶解。表2中镁的平均值在Qatraneh No.24中明显偏高。结果表明，瓦拉4号的镁浓度一致性较差，与平均值变化较小。镁的浓度在JS和WHO指南允许的限度内。^10.

图5：水样的主要离子的三轴图 在研究区 点击此处查看数字

钠范围在海达67.75 mg / L的价值在QATRANEH中的123.77mg / L.中盐水和硬水中可能会发现高浓度，这解释了总硬度之间的阳性关系（CA²⁺和毫克²⁺)、钠和EC，如在Qatraneh地区。某些样品的高钠含量是由于Ca-HC0之间的阳离子交换过程造成的_3.富含水和钠的沸石。钠通常被释放到水中，而钙离子则被沸石固定。所有500个样品的钠浓度均在(JS)和(WHO)指南允许的限度内。^15.

钾的平均值为2.71mg / L的Swaqa，Heidan的5.05 mg / L.钾的值是由于粘土矿物质的形成较大的耐受性和固定。当存在的高浓度导致通过向这些井的充电区域添加到土壤中的硅酸盐，变质岩和农业活动中的硅酸盐矿物，由硝酸钾和粪肥施肥。

图6：基于盐度和钠吸附率的灌溉水分类。 点击此处查看数字

氯化物的平均值在Qatraneh中的113.66mg / L范围为191.69 mg / L，与钠相同。研究区域的岩石和土壤的溶解也可能在井中以相当大量的氯化物成分贡献，血管内的变化是由水和污染的岩性的变化引起的。

以碳酸钙计的水的重碳酸盐平均值_3.变化范围为279 ~ 340 mg/l, Wala的碳酸氢盐含量最高(340 ppm)。碳酸氢盐的浓度是所有阳离子和阴离子中最高的。pH值是维持水中碳酸盐和重碳酸盐水平的重要因素。由于观察到的pH值在8.5以下;地下水样品无法检测到碳酸盐值。碳酸氢盐是地下水中最主要的阴离子，为地下水的碱性pH提供了支持。高值碳酸氢盐主要来自灰岩和泥灰岩的溶蚀作用，它们对研究井的地质构造有重要贡献。

用派珀图对水样进行分类

朗古特的分类是基于四种主要阳离子(钠、钾、镁和钙)和四种主要阴离子(碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐)的测量浓度。该盆地所有井的主要阳离子为钙+镁，主要阴离子为氯。

表5：基于盐度和钠吸附率的水灌溉分类（SAR） 点击这里查看表格

吹笛板阳离子三角形表明，钙和镁的比例增加了钠的含量。在吹笛子阴离子三角形中，碳酸氢盐和碳酸盐中有明显明确的趋势随着氯化铵的增加而增加，图5是结论的两种类型：

1型

这种水的类型是碱土水，碱的比例增加，主要是氯化物。大约90%的地下水样本属于这种类型。氯化物是主要的阴离子，在分析的水样中平均占56%左右。土壤碱离子的百分比高于碳酸氢盐。水的化学性质显示了流动的离子:

Ca + 2 + 2 > Na + >毫克
CA + 2> HCO3 -
Cl- >SO4 -2>HCO3 -

这种水型的特征在于盐度相对较高，样品的特征在于Cl +所以的优势_4.过HCO_3.而且钙是大多数地下水样品的化学相中的主导阳离子，其次是Mg​​和Na。这种类型的化学源自沉积岩的风化，浸出，以及盐沉积物的溶解。

2型

这种水的类型是碱性水，主要是氯化物。这种类型的水样约占死海盆地总水样的10%。其特点是钠含量高，约为32%。该类型为低-中盐度，属钠- so4型。该水钠含量高，碱离子含量低的原因是洪水渗过玄武岩时富钠粘土层的离子交换能力，该类离子序为:


Ca + 2 + 2 > Na + >毫克

(Ca+2 +Mg+2)>(HCO3 -+SO4 -2)



国内水

地下水用于家庭用途的适宜性是通过与约旦和世界卫生组织(世卫组织)的饮用水标准进行比较确定的。根据世界卫生组织的标准，总溶解固体(TDS)低于1000毫克/升的水是可接受的人类消费。根据约旦的标准，TDS低于1500 mg/l的水是可接受的人类消费。TDS小于1000 mg/l的水均满足世界卫生组织钠(200 mg/l)、硫酸盐(250 mg/l)和碳酸氢盐(350 mg/l碳酸钙)的最高浓度标准_3.）。少量样品略微超过氯化物水平（300mg / L）。没有水样品超过硝酸盐的指导浓度（50mg / L）。

表6:灌溉水钠含量分类 百分比(托德,1980) 点击这里查看表格

灌溉用水

采用盐度危险度和钠吸附比(SAR)评价研究区地下水的灌溉适宜性。美国盐度实验室(1954)的Wilcox根据电导率(EC)和SAR将水分为3组，钠吸附比(SAR)表示为

sar = na /√(((Ca + Mg)) / 2)

式中，各组分浓度用meq/l表示。所有考虑的水都绘制在威尔科克斯图上，图6。所有地下水样品按灌溉等级C3-S1和C4-S1划分。低-钠(S1)可以用于几乎所有土壤的灌溉，交换性钠的有害水平发展的危险很小。高矿化度水(C3)不能用于排水限制的土壤。不建议使用高矿化度(C4)的水灌溉。结合钠和盐这两种危害，死海盆地的水分为两大类。集群1和集群II分类为(C3-S1)，集群iii分类为(C4-S1)。类水(C3-S1)，理论上可以谨慎使用，表4。此外，钠浓度是灌溉水分级的重要因素。

钠含量通常用钠的百分比表示，定义为:

Na % = Na / (Na + K + Ca +毫克)* 100

其中，所有离子浓度都在Meq / L中表达，表5，显示了根据的灌溉水的分类。^16.

结论

本研究已结束以下结果：

1. 地下水样品的物理测量结果表明，地下水的平均电导率(EC)在983 ~ 1430 μS/cm之间。沃拉地区钻井的所有井都有最高的EC，而Swaqa区域的EC井具有EC的最低值。
2. 低矿化度表明风化带的可溶矿物已被高度浸出，或地下水可能来自较近期的直接补给。
3. 水样的总硬度值与碳酸钙(mg/l)有关_3.根据冰冻和樱桃分类，被归类为非常硬水。
4. 高钾浓度的增加的最后几年里,在Wala 13和14 Wala好是由于城市扩张这些井附近的南安曼这导致所代表的农业生产活动向土壤中添加肥料充电区域。
5. lajjune井的历史pH值平均值为6.94,Heidan井的平均值为7.63，表明地下水为弱碱性。低碳酸氢盐值与高pH值相关，反之亦然。
6. 根据化学分析和历史数据，研究区地下水的主要元素(阳离子和阴离子)均在约旦标准和世界卫生组织(世卫组织)准则允许的限度内。
7. 吹笛者分类表明，研究区域有两种类型的地下水是地球碱性水，随着硫酸普林和氯化物的碱度增加，丰度顺序是：CA^＋２阳离子和Cl的+2+^-4.^-2< HCO_3.^-对于阴离子。第二种类型是具有普遍氯化物的碱性水。这种类型的水样约占死海盆地总水样的10%。该类型为低-中盐度，属钠- so4型。
8. 死海盆地的水主要分为两类。集群1和集群II分类为(C3-S1)，集群III分类为(C4-S1)。类水(C3-S1)，理论上可以谨慎使用。不建议使用高矿化度(C4)的水灌溉。
9. 地下水质量恶化和地下水位下降将来会威胁到未来的地下水资源。

致谢

作者致谢了Khair Al-Hadidi博士的约旦水务局的帮助，以他的持续支持，并为我们提供本研究所需的历史数据。对Hazem Shareef Hassan博士的帮助，他在这项研究中使用的帮助下也非常感谢。

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