Spatial and Temporal Dynamics of Irrigation Water Quality in Zeway, Ketar, and Bulbula sub-Watersheds, Central Rift Valley of Ethiopia

Abstract

አህፅሮት

በአሁኑ ጊዜ በኢትዮጵያ መካከለኛው ስምጥ ሸለቆ እየተደረገ ያለው መጠነ ሰፊ እንቅስቀሴ በተፈጥሮ ሀብት ላይ ምን ያክል ተፅዕኖ እያሳደረ እንደሆነ የሚያሳዩ የጥናት ውጤቶች በጣም አናሳ ናቸዉ፡፡ ይህ ጥናት ያተኮረው በውኃ ኬሚካል ንጥረ-ነገሮች፣ ከጊዜ ጋር እና ከቦታ ቦታ ያላቸውን ለውጦች እንዲሁም እነኝህ ለውጦች/ልዩነቶች በመስኖ የውኃ አጠቃቀም ላይ ሊኖረው በሚችለው አንድምታ ላይ ነው፡፡ ከተለያዩ ወንዞች (መቂ፣ ኬታር እና ቡልቡላ)፣ ዝዋይ ሀይቅ እና ከጉድጓድ ለተወሰዱ የውኃ ናሙናዎች የተመረጡ የውኃ ጥራት መረጃዎች በተለመደው የላቦራቶሪ ደንብ መሰረት ምርመራ ተደረገላቸው፡፡ ከዚህ ቀደም በተለያዩ ጊዜ ከተሰሩ የውኃ ምርመራ ውጤቶች እና የዚህን ምርመራ ሥራ ውጤት በጋራ በማድረግና ማንኬንዳል ቴስት ስታቲስቲክስ በመጠቀም የለውጥ አዝማምያቸው ተጠንቷል፡፡ የልይይት ትንተናን በመጠቀም ከቦታ ቦታ ያሉ ልዩነቶችን ለማሳየት ተሞክሯል፡፡ ከኬታር ወንዝ በስተቀር ሌሎች የውኃ ናሙናዎች ካልሲየምን በማስከተል ሶዲየም ዋና የካታዮን ኬሚካል ንጥረ-ነገር ሲሆን ባይካርቦኔት በሁሉም የውኃ ናሙናዎች ውስጥ ዋና የአናዮን ኬሚካል ንጥረ-ነገር መሆኑን ጥናቱ አሳይቷል፡፡ በዝዋይ ሀይቅ በናሙና መውሰጃ ቦታዎች መካከል ያለው የኬሚካል ንጥረ-ነገር ልዩነቶች በስታትስቲክስ ትርጉም ያለዉ ባይሆንም የውኃው ኤሌክትሪክ አስተላላፊነት እና የብረት ይዘት መጠኑ እ.አ.አ ከ2005 እስከ 2016 ዓ.ም. የመጨመር አዝማሚያው ከፍተኛ መሆኑን በስታትስቲክስ ተረጋግጧል፡፡ የብረት ይዘት መጠን በዝዋይ ሀይቅ ውሃ፤ የTDS, ኤሌክትሪክ አስተላላፊነት እና የሶዲየም ንጥረ-ነገር በጉድጓድ ውኃ፤ እና ፖታሲየም በሁሉም የውኃ ናሙናዎች ውስጥ ለመጠጥ ውኃ ከተቀመጠው መጠን በላይ ሆነው ተገኝቷል፡፡ የውኃ ጨዋማነት ለሰብል የውኃ ተገኝነት ላይ ያለውን ተፅዕኖ አስመልክቶ ቢያንስ እስከ 60 በመቶ የሚሆኑት የወንዝ እና የሀይቅ ውኃ ናሙናዎች ምንም የማይገድቡ ሲሆኑ፤ 50 በመቶ የሚሆኑት የጉድጓድ ውኃ ናሙናዎች ከትንሽ እስከ መጠነኛ ደረጃ ገደብ የሚያሳድር መሆኑን ጥናቱ አሳይቷል፡፡ ከ37 በመቶ በላይ የሚሆኑ በዝዋይ እና ቡልቡላ ተፋሰሶች ዉስጥ የሚገኙ የጉድጓድ ውኃ ናሙናዎች ′ከከፍተኛ እስከ በጣም ከፍተኛ′ የአልካሊ ችግር ማስከተል የሚችሉ ናቸዉ፡፡ ቀሪ ትርፍ የሶዲየም ካርቦኔት መጠን በአብዘኛዉ የዝዋይ ሀይቅ ውኃ ናሙናዎች፣ እና በዝዋይ እና ቡልቡላ ተፋሰሶች በሚገኙ የጉድጓድ ውኃ ናሙናዎች ዉስጥ ከ2.5 በላይ መሆኑ የአልካሊ ችግር መጠኑን ያፋጥኗል፡፡ በዚህ ጥናት ውጤት መሰረት አስፈላጊውን የውኃ አስተዳደርና የጥራት ቁጥጥር ስርዓትን በመዘርጋትና በመተግበር ሊደርስ የሚችለዉን ጉዳት መቀነስ እንደሚገባ ይጠቁማል፡፡

Abstract

Scarcity of information apprehending the current situation and spatial variation of water quality has limited our understanding on to what extent the current intensive human activities in the Central Rift Valley are affecting the natural resource base. This study investigated hydrochemistry, spatial and temporal quality variation of water from different sources, and their implications for agricultural uses. Water samples from rivers (Meki, Ketar, and Bulbula), Lake Zeway, and borehole or hand-dug (BH/HD) wells were analyzed for selected quality parameters following standard procedures. Historical data and current analysis results were used to analyze temporal changes using Mann-Kendall test statistics, while analysis of variance was used to detect spatial variation. The hydrochemistry analysis result showed that Na⁺ followed by Ca²⁺, except for Ketar River where Ca²⁺ followed by Na⁺, dominates among cations. Bicarbonate dominated among anions in all water samples. In Lake Zeway, no statistically significant spatial variations were evident for sampling locations, while electrical conductivity (EC) and iron showed a statistically significant increasing trend from 2005 to 2016. Iron in Lake Zeway; total dissolved solids, EC and Na⁺ in BH/HD wells, and K⁺ in all water sources were partly beyond the maximum permissible limit for drinking. Considering salinity effect on crop water availability, at least 60% of the water samples from rivers and Lake Zeway were in “none” restriction, while it was in “slight to moderate” restriction category in about 50% of water samples from BH/HD wells. Over 37% of the water samples from BH/HD wells in Zeway and Bulbula sub-watersheds showed high to very high alkali hazard. The RSC > 2.5 meq L^-1 in most water samples of Lake Zeway, and BH/HD wells in Zeway and Bulbula sub-watersheds hastens sodium hazard rate. The study results suggest the need to adapt compatible management options on use and emplace strong water quality monitoring program to reduce risks.