Geopersia

Geopersia

Investigating saltwater intrusion in the Khane-Kat Plain, southern Iran

Document Type : Research Paper

Author
Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
Abstract
Bakhtegan Lake, a hypersaline terminal lake in southern Iran, has undergone desiccation due to reduced precipitation, upstream damming, and groundwater overexploitation, posing a saltwater intrusion (SWI) threat to adjacent coastal aquifers. This study presents the first decadal assessment (2010–2020) of SWI in the Khane-Kat Plain, integrating hydrogeological, hydrochemical, and statistical analyses. Water levels from nine observation wells, electrical conductivity from 18 exploitation wells, and major ion concentrations from 15 wells were analyzed using Piper, Durov, Schoeller, Gibbs, HFE diagrams, Pearson correlation, cluster analysis, and PHREEQC-based saturation indices. Results reveal a net water-level decline of 2.14 m (0.21 m/year). Critically, despite stabilization of water levels after 2016, EC and Cl⁻ concentrations continued to increase linearly, confirming that SWI persists independently of the hydraulic head stabilization—a finding challenging conventional management assumptions. Spatial analysis shows marked heterogeneity, with EC values ranging from 1,884 μS/cm (southeast recharge zone) to 16,964 μS/cm (northwest discharge zone), and the aquifer transitioned from three hydrochemical zones (transition, brackish, saline) in 2013 to only two (brackish, saline) in 2020. Strong correlations between EC and Cl⁻ (r = 0.97–0.99), Na⁺ (r = 0.88–0.89), and K⁺ (r = 0.94–0.96) confirm the lake brine as the primary salinity source. All samples are supersaturated with respect to calcite, aragonite, and dolomite, indicating carbonate precipitation risks. These findings necessitate urgent management interventions, including targeted pumping reduction (30–40%), unauthorized well closures, and artificial recharge. This study provides critical evidence that active SWI in arid coastal aquifers requires more than water-level stabilization for effective salinity control.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

بررسی نفوذ آب شور در دشت خانه کت، جنوب ایران

Author Persian

سمیه زارعی دودجی
Abstract Persian

دریاچه بختگان، یک دریاچه فوق شور در جنوب ایران، به دلیل کاهش بارندگی، سدسازی در بالادست و بهره‌برداری بیش از حد از آب‌های زیرزمینی، دچار خشکیدگی شده و تهدیدی برای نفوذ آب شور (SWI) برای سفره‌های آب ساحلی مجاور ایجاد کرده است. این مطالعه اولین ارزیابی دهه‌ای (2010-2020) از SWI در دشت خانه کت را ارائه می‌دهد که تجزیه و تحلیل‌های هیدروژئولوژیکی، هیدروشیمیایی و آماری را با هم ترکیب می‌کند. سطح آب از نه چاه مشاهده‌ای، رسانایی الکتریکی از 18 چاه بهره‌برداری و غلظت یون‌های اصلی از 15 چاه با استفاده از نمودارهای پایپر، دوروف، شولر، گیبس، HFE، همبستگی پیرسون، تحلیل خوشه‌ای و شاخص‌های اشباع مبتنی بر PHREEQC تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان‌دهنده کاهش خالص سطح آب 2.14 متر (0.21 متر در سال) است. نکته مهم این است که علیرغم تثبیت سطح آب پس از سال ۲۰۱۶، غلظت EC و Cl⁻ به صورت خطی افزایش یافت و تأیید کرد که SWI مستقل از تثبیت بار هیدرولیکی ادامه دارد - یافته‌ای که فرضیات مدیریتی مرسوم را به چالش می‌کشد. تجزیه و تحلیل مکانی ناهمگونی قابل توجهی را نشان می‌دهد، با مقادیر EC از ۱۸۸۴ میکروزیمنس بر سانتی‌متر (منطقه تغذیه جنوب شرقی) تا ۱۶۹۶۴ میکروزیمنس بر سانتی‌متر (منطقه تخلیه شمال غربی) و انتقال آبخوان از سه منطقه هیدروشیمیایی (گذار، لب‌شور، شور) در سال ۲۰۱۳ به تنها دو منطقه (لب‌شور، شور) در سال ۲۰۲۰. همبستگی قوی بین EC و Cl⁻ (r = ۰.۹۷-۰.۹۹)، Na⁺ (r = ۰.۸۸-۰.۸۹) و K⁺ (r = ۰.۹۴-۰.۹۶) شورابه دریاچه را به عنوان منبع اصلی شوری تأیید می‌کند. همه نمونه‌ها از نظر کلسیت، آراگونیت و دولومیت فوق اشباع هستند که نشان‌دهنده خطرات رسوب کربنات است. این یافته‌ها مداخلات مدیریتی فوری، از جمله کاهش هدفمند پمپاژ (30-40٪)، بستن چاه‌های غیرمجاز و تغذیه مصنوعی را ضروری می‌سازد. این مطالعه شواهد مهمی ارائه می‌دهد که SWI فعال در سفره‌های آب ساحلی خشک برای کنترل مؤثر شوری به چیزی بیش از تثبیت سطح آب نیاز دارد.

Keywords Persian

دریاچه بختگان
نمودار HFE
نمودار گیبس
هیدروژئوشیمی
هیدروژئولوژی

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 17 August 2026

  • Receive Date 01 January 2026
  • Revise Date 09 August 2026
  • Accept Date 17 August 2026