Assessment of groundwater quality for irrigation and drinking using different quality indices and geostatistical methods in Çorum province (Turkey)

• Published in: Irrigation and drainage Vol. 70; no. 4; pp. 871 - 886
• Main Authors: Şahin Kiy, Makbule, Arslan, Hakan
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Chichester Wiley Subscription Services, Inc 01.10.2021
• Subjects: Adsorption; Carbonates; diagramme de Piper; Distribution; Drinking water; Drip irrigation; eaux souterraines; Electrical conductivity; Electrical resistivity; Fins; Geostatistics; GIS; Groundwater; Groundwater irrigation; Groundwater quality; Irrigation; Irrigation water; Magnesium; Mathematical models; Parameters; Permeability; Piper diagram; Quality assessment; salinity; salinité; Saturation; Saturation index; SIG; Sodium; Sodium carbonate; Spatial distribution; Statistical methods; Sustainable agriculture; Water quality
• ISSN: 1531-0353; 1531-0361
• DOI: 10.1002/ird.2593

Groundwater is widely used for irrigation and drinking purposes. Therefore, assessing groundwater quality is very important for sustainable agricultural irrigation and human welfare. In this study, different water quality indices including electrical conductivity (EC), sodium adsorption ratio, permeability index, sodium percentage, Langelier saturation index, residual sodium carbonate, magnesium ratio (MR), Kelly index (KI), potential salinity (PS), and irrigation water quality index (IWQI) were evaluated to determine the suitability for irrigation. The drinking water quality index (DWQI) was used to assess the suitability for drinking purposes. Spatial distribution maps were created by the ordinary kriging method, using the best semivariogram model parameters for each quality index. The Gaussian model gave the best results for all parameters except for MR and PS. Results from the study area showed that 86.1% of EC, 15.4% of KI, and 52.1% of MR were unsuitable for irrigation purposes, and none of the wells were fit for drip irrigation. The IWQI value was above 70 in 51.2% of this area, which is suitable for irrigation of all plants, whereas it was determined that about 13% of all areas are unsuitable for drinking purposes with regard to DWQI. Résumé Les eaux souterraines sont largement utilisées à des fins d'irrigation et de boisson. Par conséquent, l'évaluation de la qualité des eaux souterraines est très importante pour l'irrigation agricole durable et le bien‐être humain. Dans cette étude, différents indices de qualité de l'eau, y compris la conductivité électrique (EC), le taux d'adsorption du sodium (SAR), l'indice de perméabilité (PI), le pourcentage de sodium (% Na), l'indice de saturation de Langelier (LSI), le carbonate de sodium résiduel (RSC), le rapport de magnésium (MR), l'indice de Kelly (KI), la salinité potentielle (PS) et l'indice de qualité de l'eau d'irrigation (IWQI) ont été évalués pour déterminer l'aptitude à l'irrigation. L'indice de qualité de l'eau potable (DWQI) a été utilisé pour évaluer la pertinence de la consommation d'eau souterraine. Les cartes de distribution spatiale ont été réalisées par la méthode de krigeage ordinaire en utilisant les meilleurs paramètres de modèle de semi‐variogramme pour chaque indice de qualité. Le modèle gaussien a donné les meilleurs résultats pour tous les paramètres sauf pour MR et PS. Les résultats de la zone d'étude ont montré que 86,1% de EC, 15,4% de KI et 52,1% de MR n'étaient pas adaptés à l'irrigation et que tous les puits n'étaient pas adaptés à l'irrigation goutte à goutte. La valeur IWQI supérieure à 70 dans 51,2% de cette superficie, qui convient à l'irrigation de toutes les plantes, alors qu'il a été déterminé qu'environ 13% de toutes les zones sont impropres à la consommation en ce qui concerne DWQI.