مدل‌سازی مکانی – زمانی تغییرات تراز سطح آبهای زیرزمینی مناطق شهری و روستایی آبخوان کاشان با استفاده از تکنیک‌های GIS

الموضوعات :

جواد صمدی ¹ , جواد صمدی ²

1 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه آلاینده‌های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید‌بهشتی تهران و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی نراق* (مسوول مکاتبات).
2 - شهرداری کاشان، معاونت خدمات شهری و محیط زیست، اداره محیط زیست شهری.

تاريخ الإرسال : 23 الثلاثاء , محرم, 1435 تاريخ التأكيد : 30 الأحد , ربيع الأول, 1437 تاريخ الإصدار : 22 الثلاثاء , جمادى الثانية, 1438

الکلمات المفتاحية: درون‌یابی, روش‌های قطعی و زمین‌آماری, اعتبارسنجی متقابل, سطح آب زیرزمینی, آبخوان کاشان,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: هیدروگراف معرف و نقشه‌های تغییرات سطح آب زیرزمینی آبخوان کاشان نشان می‌دهد که طی سال های 81 تا 90، سطح ایستابی با متوسط عمق 06/72متر به طور متوسط حدود 5/5متر افت داشته است. با توجه به اینکه نمونه‌برداری از تمام نقاط محدوده مطالعاتی مقدور نیست، روش‌های پهنه‌بندی ابزاری قدرتمند در تخمین تغییرات مکانی و زمانی داده‌ها است. هدف از این تحقیق مدل‌سازی تراز، عمق و تغییرات مکانی و زمانی سطح آب های زیرزمینی آبخوان کاشان بر اساس استفاده از تکنیک اعتبار سنجی متقابل روش‌های مختلف درون‌‌یابی قطعی و زمین‌آماری در محیط GIS می‌باشد. روش بررسی: بدین منظور اطلاعات سطح آب زیرزمینی 67 چاه مشاهده‌ای در محدوده منطقه مورد نظر طی سال های 81 تا 90 برای تهیه نقشه سطح آب زیرزمینی آبخوان کاشان مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. برای ارزیابی کارآیی روش های مختلف درون‌‌یابی و انتخاب بهترین روش، از تکنیک اعتبار سنجی متقابل استفاده شده ‌است و معیار های میانگین خطای انحراف (MBE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE) و R2 برای ارزیابی روش های مختلف به کار گرفته شده اند. نتایج: نتایج ارزیابی روش‌های مختلف درون یابی نشان داد که توابع چند‌جمله‌ای‌موضعی با MBE = 0.444، MAE = 13.19، RMSE = 20.29 و R2 = 0.999 بیشترین دقت در مدل‌سازی مکانی را دارا بود. نتیجه‌گیری: همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که مناطق مسکونی با جمعیت بالا به دلیل تشدید بالای تغذیه خالص از طریق چاههای دفع فاضلاب خانگی و نواحی جنگلی باعث افزایش سطح آب زیرزمینی و فعالیت‌های صنعتی، کشاورزی و استحصال آب باعث کاهش شدید سطح آب زیرزمینی شده است

المصادر:

1. حسینعلی‌زاده م.، یعقوبی ع.، (1389). تغییرات زمانی و مکانی سطح سفرۀ آب زیرزمینی با استفاده از زمین آمار، مجلۀ علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، سال چهارم، شماره 10، بهار، صفحات 63 تا 67.


2. اکبری، اکبر.، کلانتری، نصرالله.، رحیمی، محمد حسین 1385. بررسی و ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت میاناب شوشتر با استفاده از GIS. اولین همایش منطقه­ای بهره برداری از منابع آب حوضه­های کارون و زاینده­رود (فرصت­ها و چالش­ها)، شهرکرد، 9ص.


3. حسنی پاک، ع.ا.، 1377. زمین آمار (ژئواستاتیستیک)، چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران، 314 صفحه.
   
   
   1. Nairizi, S., Janparvar, M. 2006. Mashhad Plain Groundwater Management under Drought Condition. 22p. Proceedings of the International Workshop, Tehran, 29-31 October 2006. Groundwater for emergency situations, IHP-VI, Series on groundwater No.15.
   
   


4. رنگزن، کاظم.، مختاری، مهدی.، شایگان، مهران 1384. ارزیابی دقت مدلهای IDW و Kriging جهت درونیابی داده های سطح آب زیرزمینی دشت میان آب شوشتر. همایش ژئوماتیک، سازمان نقشه برداری تهران، 10ص.


5. میثاقی، فرهاد.، محمدی، کورش 1387. بررسی سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های متداول درونیابی و مقایسه آن با تکنیک زمین آمار. سومین گرد همایی علوم زمین. سازمان زمین شناسی ایران. 5ص


6. اکبری، مرتضی، جرگه، محمد رضا، مدنی سادات، حمید 1388. بررسی افت آب های زیرزمینی با استفاده از سیستم اطلاعاتی جغرافیایی  (GIS) (مطالعه موردی: آبخوان دشت مشهد). پژوهش های حفاظت آب و خاک.جلد 16، شماره 4، 79 – 63ص.


7. انصاری، حسین.، نادریان‌فر، محمد.، مرادی، حوریه. پایش و تحلیل اثر تغییرات مکانی خشکسالی‌ها بر تغییرات سطح آب زیرزمینی با استفاده از GIS (مطالعه موردی: دشت نیشابور). هفتمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری، 1390، 7ص.


8. رهنما، هادی. قنبرپور، محمد رضا. حبیب نژاد روشن، محمود. دادرسی سبزوار، ابوالقاسم 1391. بررسی وضعیت کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی (مورد شناسی: دشت جوین، استان خراسان رضوی). جغرافیا و آمایش شهری - منطقه ای، دوره 2، شماره 3، 46 – 31ص.

10. محمدی، صدیقه.، سلاجقه، علی.، مهدوی، محمد.، باقری، رضا 1391. بررسی تغییرات مکانی و زمانی سطح آب زیرزمینی دشت کرمان با استفاده از روش زمین آماری مناسب (طی یک دوره آماری 10 ساله 1375-1385). فصلنامة علمی - پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 19، شماره 1، 71 – 60ص.

11. صادقیان، آزاده.، واقعی، یدالله.، محمدزاده، محسن 1392. پیش‌بینی تغییرات مکانی – زمانی سطح آب زیرزمینی در دشت بیرجند به روش کریجینگ. مجله آب و فاضلاب، دوره 24، شماره 85، 100 – 93ص.

12. صمدی، جواد 1394. ارزیابی تأثیر کاربری اراضی و آسیب‌پذیری آبخوان کاشان بر آلودگی آب های زیرزمینی با استفاده از روش DRASTIC و مدل تخریب. تحقیقات منابع آب ایران، سال یازدهم، شماره 1، 20 – 13ص.

1. سازمان آب کاشان 1390. سطح آب زیرزمینی کاشان.
   
   
   1. Augustijn, E. W., 2002. Interpolations. International Institute for Geo-information Science and Earth Observation, Spatial Information Theory and Applied Computer Science Division
   
   
   2. Johnston, K., Ver Hoef, J., Krivoruchko, K., Lucas, N., 2001. Using ArcGIS Geostatistical Analyst. Environmental Systems Research Institute, Inc., Redlands, CA, USA
   
   
   3. Siska, P. P., Hung, I. K., 2005. Assessment of kriging accuracy in the GIS environment [on-line] http://gis.esri.com/library/userconf/proc01/professional/papers/pap280/p280.htm.
   
   

17. حیدری، محمد مهدی.، موسوی، روح‌الله.، رستگاردباغی، مسعود 1390. بررسی مشخصات هیدروژئولوژی دشت کاشان – اصفهان. اولین کنفرانس ملی عمران و توسعه، زیباکنار، 8ص.

18. حیدری، محمد مهدی.، موسوی، روح‌الله.، رستگاردباغی، مسعود 1390. بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی در دشت کاشان - اصفهان. اولین کنفرانس ملی عمران و توسعه، زیباکنار، 8ص.

19. ناصری، حمیدرضا.، شکیبا، علیرضا.، میرباقری، بابک.، باقری‌نژاد اسماعیل 1390. مدلسازی تغییرات مکانی - زمانی سطح آب زیرزمینی با استفاده از تکنیکهای GIS مطالعه موردی: آبخوان دشت نورآباد ممسنی، استان فارس. دومین همایش علوم زمین، 12ص.