بررسی آسیب پذیری آبخوان شهری و مکانیابی مناطق مستعد پخش سیلاب شهری مبتنی بر روش تحلیل سلسله مراتبی(AHP)
نصرت آقازاده
1
(
گروه مهندسی عمران، واحد ارومیه ، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
)
میثاق گلدوست رضایی
2
(
گروه مهندسی عمران، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی ،ارومیه ، ایران.
)
رضا شکاری تپه
3
(
گروه مهندسی عمران، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی ،ارومیه
)
کلید واژه: ", آبخوان شهری", آسیب پذیری, ", خوی, ", اکولوژی شهری, ", AHP",
چکیده مقاله :
گسترش مناطق شهری، وجود فعالیت های مختلف تجاری و صعنتی و تغییر کاربری اراضی باعث شده که آبخوان‌های شهری از ریسک آلودگی بالایی برخوردار باشند و میزان تغذیه مستقیم آنها به دلیل گسترش سطوح نفوذ ناپذیر کاهش یابد لذا بررسی آسیب‌پذیری و تعیین محل مناسب جهت تغذیه آبخوان از طریق پخش سیلاب های شهری و رواناب میتواند در مدیریت و استفاده بهینه از این منابع مفید باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی ریسک آلودگی و توسعه مدل دراستیک اصلاح شده DRAST-LUV برای تعیین آسیب‌پذیری آبخوان شهری خوی و مکان یابی مناطق مستعد برای پخش سیلاب‌های شهری با استفاده از مدل LANDSET-V به منظور تغذیه آبخوان شهری می‌باشد. نتایج بدست از مدل آسیب پذیری اصلاح شده آبخوان شهری نشان داد که در 16 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه ریسک آلودگی خیلی کم و در68 درصد کم تا متوسط می باشد. در بافت قدیمی شهری و در مناطق با عمق آب زیرزمینی کمتر از 10 متر که 16 درصد از کل مساحت منطقه را شامل میشود شاخص آسیب پذیری بیش از 3/0 بوده و ریسک آلودگی آب زیرزمینی در این مناطق بالاست. همچنین بر اساس شاخص GWQI عمدتاً بخش جنوبی شهر از کیفیت آب زیرزمینی مناسبی برای شرب برخودار نیست. ارزیابی حساسیت مدل آسیب‌پذیری نشان داد که شاخص آسیب پذیری بین 15/0 تا 352/0 تغییر می کند و مدل بیشترین حساسیت به پارامترهای منطقه غیر اشباع (A) و منابع آلاینده(S) و کمترین حساسیت به شاخص شهرنشینی(U) داشته که وزن این پارامترها در مدل اصلاح شده به ترتیب 18/0 ، 24/0و 09/0 می باشد. نتایج مدل مکانیابی پخش سیلاب نشان داد که فقط در 7/8 کیلومترمربع از محدوده مورد مطالعه(40 درصد از کل منطقه) میتوان از طریق حوضچه پخش سیلاب آبخوان را تغذیه نمود که این مناطق عمدتاً در حاشیه مناطق شهری با شیب کمتر از 5 درصد، ضریب قابلیت انتقال بیش از 480 مترمربع بر روز و با کاربری زراعی و بایر می‌باشند.
چکیده انگلیسی :
The expansion of urban areas, the existence of various commercial and industrial activities and the change of land use have caused urban aquifers to have a high risk of pollution and the amount of their direct recharge will decrease due to the expansion of impervious surfaces. Therefore, assessing the vulnerability and determining the appropriate place for aquifer recharge can be useful in managing and optimally using these resources. The purpose of this study is to assess the pollution risk and develop the modified Drastic DRAST-LUV model to determine the vulnerability of the Khoy urban aquifer and then to determine the suitable areas for the spread of urban floods in Khoy city using the LANDSET-V model. The results obtained from the modified urban aquifer vulnerability model showed that in 16% of the studied area, the risk of pollution is very low and 68% is low to medium. In the old urban area and in areas with groundwater depth of less than 10 meters, which includes 16% of the total area of the region, the vulnerability index is more than 0.3 and the risk of groundwater pollution in these areas is high. Also, according to the GWQI index, mainly the southern part of the city does not have the quality of groundwater suitable for drinking. The sensitivity evaluation of the vulnerability model show that the vulnerability index changes between 0.15 and 0.352 and the model has the most sensitivity to the parameters of the unsaturated zone (A) and polluting sources (S) and the least sensitivity to the urbanization index (U). The weight of these parameters in the modified model is 0.18, 0.24 and 0.09, respectively. The results of the flood spreading location model show that only 7.8 km2 of the studied area (40% of the total area) can recharge the aquifer through the flood spreading basin. These areas are mainly on the suburban with a slope of less than 5%, transmissivity coefficient of more than 480 m2/d and with agricultural and barren land use.
Research Paper
Investigating the Vulnerability and Site Selection for Urban Storm Water Spreading Based on the Analytical Hierarchy Process (AHP) Method
Abstract
The expansion of urban areas and the change of land use have caused urban aquifers to have a high risk of pollution and the amount of their direct recharge will decrease due to the expansion of impervious surfaces, therefore, assessing the vulnerability and determining the appropriate place for aquifer recharge can be useful in managing and optimally using these resources. The purpose of this study is to develop the modified Drastic model DRAST-LUV to determine the vulnerability of the aquifer and then to determine the prone areas for the spread of urban floods in Khoy city using the LANDSET-V model. The results of the modified Drastic model showed that in 16% of the studied area, the risk of pollution is very low and 68% is low to medium. In the old urban area and in areas with groundwater depth of less than 10 meters, which includes 16% of the total area of the region, the vulnerability index is more than 0.3 and the risk of groundwater pollution in these areas is high. Also, according to the GWQI index, mainly the southern part of the city does not have the quality of groundwater suitable for drinking. The sensitivity evaluation of the vulnerability model show that the vulnerability index changes between 0.15 and 0.352 and the model has the most sensitivity to the parameters of the unsaturated zone (A) and polluting sources (S) and the least sensitivity to the urbanization index (U). The weight of these parameters in the modified model is 0.18, 0.24 and 0.09, respectively. The results of the flood spreading location model show that only 8.7 square kilometers of the studied area (40% of the total area) can recharge the aquifer through the flood spreading basin. These areas are mainly on the suburban with a slope of less than 5%, transmissivity coefficient of more than 480 m2/d and with agricultural and barren land use.
Keywords:
Urban Aquifer, Vulnerability, Khoy, Urban Ecology, AHP
Extended Abstract
Introduction
In aquifers of urban areas, due to the presence of various polluting sources, the possibility of contamination of ground water sources is high, and due to the expansion of impervious surfaces, it has caused a decrease in infiltration, an increase in runoff, and a change in the amount and origin of aquifer recharge. Therefore, investigating the vulnerability and determining the appropriate place to recharge groundwater resources can be very valuable in the management of these water resources.
Methodology
In this study, in order to prepare a vulnerability map of the urban aquifer and to make it more compatible with the conditions governing urban areas and suburban, drastic modifications were applied to the model. Based on this, some parameters of the drastic model, such as topography (slope) and aquifer environment, which did not have a great impact on the preparation of the final map of the vulnerability of groundwater resources in urban areas, were removed from the model, and some parameters related to human activities involved in pollution and land use, urbanization index, value and price of water and polluting sources were added to the model.In order to prepare the modified standard maps, the modified weights of the model parameters were used based on the weighting method of Analytical Hierarchy Process (AHP).
In the first step of this research, the modified DRAST-LUV model was prepared. This model includes the parameters of groundwater depth, net nutrition, the effect of unsaturated zone, pollutant sources, transferability coefficient, land use, urbanization index, and the value and price of water. In the second step, in order to prepare
Therefore, in the first step of the current research, a modified DRAST-LUV model was prepared. This model includes the parameters of groundwater depth (D), net nutrition (R), the effect of the unsaturated zone (A), pollutant sources (S), transferability coefficient (T), land use (L), urbanization index (U) and water value and price (V). In the second step of this research, in order to locate the areas prone to urban floods and recharge the aquifer, as in the first step, the required statistics and information were first collected and the necessary database was prepared in the environment of the geographic information system. The layers of the LANDSET-V model, including land use (L), the effect of the unsaturated zone (A), the drainage network (N), the depth of groundwater (D), the slope (S), the quality of water Receptor underground (electrical conductivity of underground water) (E), transmission capability coefficient (T) and also from urban aquifer vulnerability model (V).
Results and discussion
The results of the Drastic modified DRAST-LUV model in the study area show that in about 16% of the study area the risk of pollution is very low and in most of the areas in about 68% of the study area the risk of pollution is low to moderate, but in Some urban and suburban areas in about 16% of the studied area have a high probability of contamination due to their location in the urban context and the high level of ground water, and the vulnerability index is high in these areas. Based on the results of the LANDSET-V flood spreading location model, it showed that in about 22.3% of the studied area, it is not possible to spread the flood or use the infiltration basin. Also, about 21.6% of the area can be used in a limited way for flood spreading. According to the final map, in about 56.1% of the target area, some arable, agricultural or barren land with a slope of less than 5% inside the city and the outskirts of the city can be used for the infiltration of runoff and the recharge of ground water. The results of the sensitivity analysis of the model showed that the most effective parameter in evaluating the vulnerability of the aquifer in the study area is related to the parameters of the unsaturated zone, groundwater recharge and polluting sources, and the sensitivity of the model to the parameters of the urbanization index and the value and price of water is low. From the results of the sensitivity analysis of the flood spreading model, it was also observed that the highest sensitivity of the model index is related to land use parameters, electrical conductivity and distance from surface water drains, and the lowest sensitivity is related to the influence of unsaturated zone and slope.
Conclusion
Based on the results obtained from the modified urban aquifer vulnerability model, in more than 68% of the studied areas, the pollution risk is low to moderate. In the central and suburban areas with an area of 2.7 square kilometers, where the depth of groundwater is less than 10 meters and the thickness of alluvial deposits is more than 30 meters, the probability of contamination is high and the vulnerability index is high in these areas. Also, according to GWQI index, the samples related to these areas are not suitable for drinking uses. The results of the sensitivity analysis of the vulnerability model show that the model is most sensitive to parameters of unsaturated zone (A), recharge groundwater (R) and polluting sources (S).
The results obtained from the LANDSET-V model show that, in more than 40% of the studied areas, it can be used to spread urban runoff and floods for infiltration and artificial recharge of the aquifer. In the area of 7.8 square kilometers of these areas, especially in the suburban area, the land use is mainly agricultural or barren, and due to the slope of less than 5% of the land, less distance from the drainage area, the transmissivity coefficient is more than 480 square meters per day and the appropriate thickness of the coarse-grained sediments of the aquifer, the infiltration and spreading conditions of urban runoff and floods are more suitable. According to the results, the models presented in this research have sufficient accuracy, so they can be used as a model for the protection and optimal exploitation of the groundwater resources of the study area and other urban areas.
مقاله پژوهشی
بررسی آسیب پذیری آبخوان شهری و مکانیابی مناطق مستعد پخش سیلاب شهری مبتنی بر روش تحليل سلسله مراتبي(AHP)
چكيده
گسترش مناطق شهری، وجود فعالیت های مختلف تجاری و صعنتی و تغییر کاربری اراضی باعث شده که آبخوان‌های شهری از ریسک آلودگی بالایی برخوردار باشند و میزان تغذیه مستقیم آنها به دلیل گسترش سطوح نفوذ ناپذیر کاهش یابد لذا بررسی آسیب‌پذیری و تعیین محل مناسب جهت تغذیه آبخوان از طریق پخش سیلاب های شهری و رواناب میتواند در مدیریت و استفاده بهینه از این منابع مفید باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی ریسک آلودگی و توسعه مدل دراستیک اصلاح شده DRAST-LUV برای تعیین آسیب‌پذیری آبخوان شهری خوی و مکان یابی مناطق مستعد برای پخش سیلاب‌های شهری با استفاده از مدل LANDSET-V به منظور تغذیه آبخوان شهری می‌باشد. نتایج بدست از مدل آسیب پذیری اصلاح شده آبخوان شهری نشان داد که در 16 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه ریسک آلودگی خیلی کم و در68 درصد کم تا متوسط می باشد. در بافت قدیمی شهری و در مناطق با عمق آب زیرزمینی کمتر از 10 متر که 16 درصد از کل مساحت منطقه را شامل میشود شاخص آسیب پذیری بیش از 3/0 بوده و ریسک آلودگی آب زیرزمینی در این مناطق بالاست. همچنین بر اساس شاخص GWQI عمدتاً بخش جنوبی شهر از کیفیت آب زیرزمینی مناسبی برای شرب برخودار نیست. ارزیابی حساسیت مدل آسیب‌پذیری نشان داد که شاخص آسیب پذیری بین 15/0 تا 352/0 تغییر می کند و مدل بیشترین حساسیت به پارامترهای منطقه غیر اشباع (A) و منابع آلاینده(S) و کمترین حساسیت به شاخص شهرنشینی(U) داشته که وزن این پارامترها در مدل اصلاح شده به ترتیب 18/0 ، 24/0و 09/0 می باشد. نتایج مدل مکانیابی پخش سیلاب نشان داد که فقط در 7/8 کیلومترمربع از محدوده مورد مطالعه(40 درصد از کل منطقه) میتوان از طریق حوضچه پخش سیلاب آبخوان را تغذیه نمود که این مناطق عمدتاً در حاشیه مناطق شهری با شیب کمتر از 5 درصد، ضریب قابلیت انتقال بیش از 480 مترمربع بر روز و با کاربری زراعی و بایر می‌باشند.
واژه‌هاي کليدي: آبخوان شهری، آسیب پذیری، خوی، اکولوژی شهری، AHP،
مقدمه
رشد جمعیت و گسترش مناطق شهری در دهه‌های اخیر باعث افزایش تقاضا برای تامین آب مورد نیاز گردیده و از طرفی فعالیت‌های مختلف انسانی در این مناطق منجر به آلودگی منابع آب زیرزمینی شده است. تغییر کاربری اراضی و افزایش سطوح نفوذ ناپذیر در مناطق شهری باعث کاهش تغذیه آبخوان و تغییر رژیم جریان آب زیرزمینی در این مناطق گردیده است (Howard, 2015). با توجه به نیاز جوامع شهری به تامین آب سالم مورد نیاز از طریق آبهای زیرزمینی و عدم امکان رفع سریع آلودگی از این منابع، جلوگيري از آلودگي و شناسایی منابع آلاینده می تواند بهترين روش حفاظت از کيفيت آبهاي زيرزميني باشد(Howard, 2015; Chitsazan et al, 2017).
یكي از راه‌هاي مناسب براي جلوگيري از آلودگي آبهاي زيرزميني، شناسايي مناطق آسيب پذير آبخوان می‌باشد که بر این اساس، ارزيابي آسيب‌پذيري آب زيرزميني میتواند به عنوان یک ابزار مهم براي مدیریت کیفی منابع آب و طرح‌هاي زيست محيطی باشد. مدل‌هاي متفاوتی براي تخمين آسيب پذيري آبخوان‌ها در جهان توسعه و ساخته شده است. که از حل مدل‌هاي پيچيده عددي كه فرآيندهاي زير سطحي فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي را در نظر دارند تا تكنيك‌هايي كه از ضرایب و فاكتورهاي وزني متأثر از ميزان آسيب‌پذيري استفاده مي‌كنند(Martinez-Bastida et al, 2010).
پیشینه و مبانی نظری تحقیق
در سال‌های اخیر مدل دراستيك1 بطور وسیع برای ارزیابی آسیب پذیری آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفته است. این مدل اولین بار در سازمان حفاظت محيط زيست ايالات متحده آمريكا جهت تعيين پتانسيل آلودگي آبزيرزميني ارائه شد(Aller et al, 1987). این مدل براساس هفت پارامتر هیدروژئولوژیکی عمق تا سطح ایستابی2، تغذیه خالص3، محیط آبخوان4، محیط خاک5، توپوگرافی6، تأثیر محیط غیراشباع7، هدایت هیدرولیکی آبخوان8می‌باشد. ولی استفاده از این مدل در مناطق شهری به دلیل شرایط خاص و پیچیدگی این مناطق و تاثیر فعالیت‌های انسانی بر کمیت و کیفیت منابع آبهای زیرزمینی خیلی مناسب نخواهد بود. در این مناطق فعالیت‌های مختلف انسانی از قبیل تغییر تراکم شهری و جمعیتی، تغییر کاربری اراضی در مناطق مختلف و وجود منابع مختلف آلاینده موضعی و غیر موضعی تاثیر قابل توجهی در آسیب پذیری و آلودگی آبهای زیرزمینی دارد. لذا با توجه به انعطاف پذیری مدل دراستیک میتوان از آن در ارزیابی آسیب پذیری آبخوان در مناطق شهری، به دلیل شرایط خاص این مناطق استفاده نمود. با انجام اصلاحاتی در مدل دراستیک این امکان وجود خواهد داشت تا نقشه نهایی آسیب پذیری تهیه شده تطابق بیشتری با شرایط حاکم بر مناطق شهری و حاشیه شهری داشته باشد و بتوان از طریق آن، تاثیرات فعالیت‌های مختلف انسانی بر منابع آب زیرزمینی را مورد تحلیل و بررسی قرار داد.
در خصوص بررسی و مطالعه آسیب پذیری آبهای زیرزمینی در مناطق شهری در جهان مطالعات خیلی زیادی صورت نگرفته و در ایران نیز در مناطق شهری و حاشیه آن مطالعه خاصی انجام نشده است. بیشتر مطالعات آسیب پذیری صورت گرفته در کشور، مربوط به آسیب پذیری آبخوان در دشت‌ها می‌باشد(Chitsazan et al, 2008; Matkan et al, 2009; Khoshdooz-Masooleh et al, 2014; Asefi et al, 2014; Gharekhani et al, 2015; Nohegar et al, 2015; Asghari Moghaddam et al, 2017; Abbasnovinpour et al, 2018; Jafari et al, 2019; Masud et al, 2019; Mardan et al, 2020).
اخیرا در برخی از مناطق جهان به دلیل اهمیت آبهای زیرزمینی در تامین منابع آب مورد نیاز در مناطق شهری و آلودگی این منابع توسط فعالیت‌های مختلف انسانی، مطالعات محدودی صورت گرفته است.
براساس نتایج حاصل از مطالعات صورت گرفته در شهر بلیدا الجزایر(Samey and Gang, 2008) آسیب پذیری منابع آب زیرزمینی در مناطق شهری با مناطق غیر شهری به دلیل وجود منابع مختلف آلاینده متفاوت بوده لذا تهیه نقشه‌های آسیب پذیری برای این مناطق مستلزم شناسایی منابع آلاینده و پارامترهای مختلف تاثیر گذار بر آن می‌باشد. براساس یافته‌های این تحقیق در شهر مورد مطالعه به دلیل تراکم برخی از صنایع در بافت قدیمی شهر و کم بودن عمق آب زیرزمینی، آسیب پذیری این مناطق بالا می‌باشد.
نتایج مدل دراستیک اصلاح شده‌ای برای ارزیابی خطر آسیب پذیری آبخوان مناطق شهری مکزیکوستی با محوریت فرونشست زمین در اثر برداشت از منابع آب زیرزمینی نشان داد که بین فرونشست زمین و افت سطح آبهای زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه رابطه خطی وجود ندارد. بر اساس یافته های این تحقیق تغییر در لیتولوژی، ضخامت سفره، میزان آب، خاصیت الاستو پلاستیکی خاک و ویژگی فضاهای خالی بین ذرات نقش تعیین کننده در میزان نشست زمین دارند(Hernandez-Espriu et al, 2014).
در مطالعه (Singh et al, 2015) با در نظر گرفتن تاثیر فعالیت‌های انسانی بر آلودگی منابع آب زیرزمینی اقدام به تهیه نقشه آسیب پذیری آبخوان در مناطق شهری گردید. آنها در این مطالعه برای تهیه نقشه مربوط به تاثیر فعالیت‌های انسانی، پارامترکاربری اراضی، و شاخص شهرنشینی را با در نظر گرفتن تراکم متفاوت جمعیت در مناطق مختلف شهری در نظر گرفتند. در حاشیه شهر یانچوان چین به منظور بررسی آلودگی منابع آب، مدل دراستیک با توجه به شرایط حاکم اصلاح گردید(Wu et al, 2016). آنها در این مطالعه برخی از پارامترهای هیدروژئولوژیکی مدل دراستیک را به دلیل تاثیر کم و ناچیز آنها از مدل دراستیک حذف نموده ولی در عوض به منظور دخالت دادن تاثیر فعالیت‌های انسانی در تهیه نقشه‌های آسیب پذیری، پارامترهایی از قبیل کاربری اراضی و منابع آلاینده را در مدل وارد نمودند.
نیترات به عنوان یک شاخص مهم آلودگی منابع آب می باشد لذا از آن میتوان برای صحت سنجی مدل آسیب پذیری آبخوان استفاده نمود. بررسی آسیب پذیری آبخوان مشهد از طریق اندازه گیری میزان نیترات موجود در آبهای زیرزمینی نشان داد نیترات شاخص مناسبی برای بررسی میزان آلودگی آبخوان در نتیجه فعالیت‌های انسانی بوده و براساس این شاخص میتوان مناطق آلوده و حساس را مشخص نمود(Asadi et al, 2017).
کاربری اراضی و تغییر آن در مناطق شهری و حاشیه آن از فاکتورهای خیلی موثر بر تغییر کیفیت آب و آسیب پذیری آبخوان می باشد(Jesiya, 2019 and Gopinath).
نتایج بدست آمده از ارزیابی آسیب پذیری آبخوان در مناطق حاشیه شهری با در نظر گرفتن فاکتور کاربری اراضی نشان داد که در مناطقی از حاشیه شهر با تغییرات کاربری اراضی، عمق کم آب زیرزمینی و نفوذپذیری زیاد، میزان آسیب پذیری بالاست(Jesiya, 2019 and Gopinath).
نتایج تهیه و توسعه مدل دراستیک اصلاح شده برای تعیین آسیب پذیری آبخوان در مناطق شهری ارومیه نشان داد که در اکثر مناطق مورد مطالعه ریسک آلودگی کم تا متوسط بوده ولی در 29 درصد از محدوده مورد مطالعه به دلیل فعالیت‌های کشاورزی، صنعتی و عمق کم آب زیرزمینی آسیب‌پذیری آبخوان بالا می‌باشد (Aghazadeh et al, 2022). به منظور ارزیابی صحت سنجی مدل آسیب پذیری آبخوان های شهری علاوه بر NO3-می توان از Cl-, SO42 به عنوان شاخص آلودگی منابع آب زیرزمینی ناشی از فعالیت های انسانی استفاده نمود(De Leon-Gomez et al, 2021). بر اساس نتایج بدست آمده از مقایسه کارایی سه مدل آسیب پذیریEBF، LR و DRASTIC بر اساس همبستگی بین میانگین غلظت نیترات و میانگین شاخص‌های آسیب‌پذیری، در مناطقی توسعه یافته شهری که در آن فعالیت های مختلف انسانی سبب تغییرات محیطی می شود مدلEBF بیشترین سازگاری با مناطق آسیب پذیر را دارد (Mohammaddost et al, 2022). در مناطق شهری به دلیل پیچیدگی شرایط و نیز وجود پارامترهای مختلف موثر بر آسیب پذیری آبخوان، بهینه سازی مدل دراستیک ضروری می باشد (Liu et al, 2022; Wang et al, 2023). در آبخوان های تشکیل شده در محیط های سنگی دارای درز و شکاف، هیدرولیک جریان آب زیرزمینی متفاوت بوده لذا شرایط انتقال آلودگی و نیز میزان آسیب پذیری متفاوت و بیشتر تابعی از شرایط محیطی خواهد بود در این مناطق می بایست از مدل های مختلف با پارامتر های تاثیر گذار استفاده شود تا مدل بهینه ارائه گردد. (Freitas et al., 2023).
سیل همیشه یکی از منابع بحران ساز در ایران بوده و هر ساله در نقاط مختلف کشورمان خسارات زیادی را موجب می‌گردد(Rafiee et al, 2020). در مناطق شهری کاهش نفوذپذیری به دلیل گسترش سطوح نفوذ ناپذیر باعت افزایش رواناب گردیده که این عامل میتواند باعث افزایش پیک سیلاب شهری حتی در بارش‌‌های کم و کوتاه مدت شود. آب گرفتگی معابر، افزایش هزینههای نگهداری و مدیریت شهر، خسارات احتمالی مالی و جانی از مهمترین اثرات سیلاب‌های شهری می‌باشد(Amirmohammadi et al, 2011). لذا سیلاب‌های شهری یکی از مشکلات عمده زیست محیطی بخصوص در کلان شهرها به شمار می‌آیند که مدیریت صحیح این سیلاب‌ها میتواند باعث کاهش خسارات و نیز از طرفی منجر به تغذیه آبخوان در مناطق شهری و ذخیره آنها گردد.
به منظور کنترل سیلاب‌های شهری و نفوذ آن به زمین با هدف تغذیه آبهای زیرزمینی و نیز رفع آلودگی رواناب‌ها، از روشهای مختلفی استفاده می شود و در صورت وجود مکان مناسب میتوان از حوضچه‌های نفوذ استفاده کرد (Bromand-Nasab and Jalalvand, 2018). تغذیه آبهای زیرزمینی از طریق نفوذ رواناب بستگی به خصوصیات رواناب (حجم رواناب و غلظت آلاینده های موجود در ترکیب آن) و خصوصیات محل نفوذ (نوع خاک و نفوذپذیری، عمق آبهای زیرزمینی، میزان رطوبت اولیه خاک) دارد (Mustafaei et al, 2017). در خصوص مدیریت سیلاب های شهری و کاهش اثرات مخرب آن در شهر ها و نیز در خصوص تهیه نقشه پتانسیل نفوذ سیلاب‌ها در دشت‌ها و مناطق روستایی مطالعات مختلفی صورت گرفته است که از آن جمله میتوان به مطالعات(Mokhtari et al, 2012; Sanaiefard et al, 2023; ). در مناطق شهری و محدوده‌های اطراف آن، مطالعات خیلی محدودی انجام گرفته است که از جمله میتوان به مطالعات صورت گرفته در شهر مشهد( Tavasli et al, 2008 )، شهر اهواز( Mafi et al, 2013) و در مناطق 3و1 تهران( Yousefi et al, 2014) اشاره کرد. همچنین در سایر مناطق جهان میتوان میتوان به مطالعات(Ehsan, 2013; Singh, 2014; Gogate and Rawal, 2015 ) اشاره کرد.
هدف از این مطالعه در گام اول تهیه یک مدل آسیب پذیری آبخوان برای مناطق شهری و حاشیه شهری با در نظر گرفتن شرایط خاص این مناطق و در گام دوم استفاده از نقشه آسیب پذیری تهیه شده در مکانیابی عرصه‌های مستعد پخش سیلاب در محدوده شهر خوی می‌باشد که مدل تهیه شده و مکان‌های مناسب تعیین شده برای پخش سیلاب میتواند به عنوان یک ابزار کارآمد در جهت مدیریت کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی این مناطق و استفاده بهینه از این منابع مورد استفاده قرار گیرد و به عنوان یک الگوی مناسب با در نظر گرفتن شرایط محیطی برای سایر آبخوان‌های مناطق شهری کشور مورد استفاده قرار گیرد.
منطقه مورد مطالعه
شهرستان خوی با مساحت 5561 کیلومترمربع در 38 درجه و 15 دقیقه تا 39 درجه و صفر دقیقه طول شرقی و 44 درجه و 14 دقیقه تا 45 درجه و 20 دقیقه عرض شمالی واقع شده است. براساس اطلاعات هواشناسی، منطقه مورد مطالعه با حداکثر بارندگی مربوط به ماه‌های خرداد و آبان با 8/91 میلیمتر و حداقل بارندگی مربوط به ماه مرداد با 6.1 میلیمتر می‌باشد و با متوسط دمای 12 درجه سانتی گراد دارای آب و هوایی نیمه خشک و سرد می‌باشد. جمعیت این شهر بر اساس اسناد سرشماری در سال 1353 رقمی بالغ بر 84746 نفر بوده که در حال حاضر براساس آخرین آمار سرشماری در سال 1395 جمعیت این شهر 225931 نفر می‌باشد. (شکل1) موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
مواد و روشها
پژوهش حاضر از نوع تحقیقات کاربردی است که بر اساس داده های اخذ شده از سازمان های مربوطه بصورت کمی و با ارائه نقشه های پهنه بندی از طریق نرم افزارArcGIS انجام شده است.
در این مطالعه به منظور تهیه نقشه آسیب پذیری آبخوان شهری و جهت تطابق بیشتر آن با شرایط حاکم بر مناطق شهری و حاشیه شهری اصلاحاتی در مدل دراستیک اعمال شد. بر این اساس برخی از پارامترهای مدل دراستیک از قبیل توپوگرافی(شیب) و محیط آبخوان که تاثیر خیلی زیادی در تهیه نقشه نهایی آسیب پذیری منابع آب زیرزمینی در مناطق شهری نداشتند از مدل حذف شده و برخی از پارمترهای مربوط به فعالیت‌های انسانی دخیل در آلودگی و آسیب پذیری از قبیل کاربری اراضی، شاخص شهرنشینی، ارزش و بهای آب و منابع آلاینده به مدل اضافه شد. همچنین لایه تغذیه و نیز تاثیر زون غیر اشباع با توجه به شرایط تغذیه در محیط شهری اصلاح گردید. لذا در گام اول از تحقیق حاضر مدل اصلاح شده DRAST-LUV تهیه گردید این مدل شامل پارامترهای عمق آب زیرزمینی(D)9، تغذیه خالص(R)10، تأثیر منطقه غیراشباع(A)11، منابع آلاینده(S)12، ضریب قابلیت انتقال(T)13، کاربری اراضی(L)14 ، شاخص شهرنشینی(U)15 و ارزش و بهای آب(V)16 می‌باشد.
تهیه لایه های مدل آسیب پذیری DRAST-LUV و مدل تغذیه آبخوان LANDSET-V
1- عمق آب زیرزمینی
به منظور تهيه لايه عمق تا سطح ايستابي در مناطق شهری و حاشیه شهر، از آمار عمق آب زيرزميني 69 عدد چاه پيزومتري واقع در منطقه مورد مطالعه، در دوره يك ساله (1399) استفاده شد. بر این اساس ابتدا داده های سطح آب وارد نرم افزار Excel شد و سپس در ArcGIS بروش Kriging درون یابی انجام و به فرمت رستری تبدیل و در نهایت لایه رتبه بندی شده تهیه گردید.
2- لایه تغذیه خالص
تغذیه خالص، مقدار آبی است که از سطح زمین نفوذ می‌کند و خود را به سطح ایستابی می‌رساند. تغذیه آب زیرزمینی منجر میشود که مواد آلاینده به صورت عمودی به داخل آبخوان انتقال یابد و به صورت افقی در آبخوان حرکت کند.
براي تهيه لايه تغذيه خالص در مدل دراستیک معمولا از روش وزنی استفاده میشود(Piscopo, 2001). در این مطالعه برای بدست آوردن لایه تغذیه خالص، نقشه شیب و نقشه رتبه‌بندی نفوذپذیری خاک به همراه رتبه‌بندی بارندگی منطقه همپوشانی شدند سپس لایه بدست آمده با استفاده از این روش با توجه به معیارهای جدول(1) طبقه‌بندی شد. سپس براساس محاسبات انجام گرفته، نقشه تهیه شده برای تغذیه خالص به 4 کلاس تقسیم بندی شد. در جدول(2) بازه و نمره مربوط به شاخص تأثیر تغذیه خالص در مناطق مختلف منطقه مورد مطالعه ارائه شده است.
3-تأثیر منطقه غیراشباع
براي تهيه لايه محيط غیر اشباع نیز از لاگ گمانه‌های ژئوتکنیکی، چاه‌هاي مشاهده‌اي و بهره‌برداري و همچنین گمانه‌های ژئوتکنیکی موجود در منطقه استفاده شد. بر اين اساس به هر يك از چاه‌ها براساس وضعيت ليتولوژيكي، ضخامت و جنس رسوبات بخش غيراشباع و ميزان تأثير آنها در انتقال آلودگي به آبخوان، رتبه‌ای اختصاص داده شد و سپس، شبكه تيسن منطقه بر اساس موقعيت چاه‌ها و نسبت به مرز منطقه مورد مطالعه تهيه شد و درنهايت لايه به دست آمده، براساس رتبه داده شده به هر چاه به لايه رستري تبديل گرديد و لایه معیار محیط غیر اشباع تهیه گردید.
4- منابع آلاینده
در این مطالعه با توجه به وجود منابع مختلف آلاینده موضعی و غیر موضعی، منابع آلاینده مربوط به کودهای شیمیایی، نفوذ رواناب‌های شهری به آبخوان، فعالیت‌های مختلف صنعتی در مناطق شهری و اطراف شهر، ایستگاه‌های گاز و بنزین به عنوان منابع آلاینده در نظر گرفته شد. برای این منظور در نرم افزار ArcGIS از طریق بافر و بر اساس رتبه بندی انجام شده نقشه پهنه بندی تهیه شد.
5-ضریب قابلیت انتقال
در این تحقیق با استفاده از نتایج آزمایش پمپاژ چاه‌های اکتشافی، نتایج حاصل از مطالعات ژئوفیزیکی و ضخامت آبخوان نقشه ضریب قابلیت انتقال آبخوان تهیه و سپس بر اساس رتبه بندی لایه پهنه بندی این ضریب تهیه گردید.
6- ارزش و بهای آب
در این تحقیق برای تعیین ارزش و بهای آب از کیفیت آب به عنوان یک شاخص استفاده گردید. بدین منظور از شاخص کیفی آب17 (GWQI) برای تهیه نقشه ارزش و بهای آب استفاده شد. برای محاسبه شاخص کیفی آب زیرزمینی از پارامترهای تأثیرگذار از قبیل pH, NO3, TH, Mg, HCO3, Ca, SO4, F, Cl TDS, استفاده گردید. شاخص GWQI با استفاده از روش میانگین وزنی و بر اساس رابطه (1) محاسبه شد( Oiste, 2014).
(1) 
در این رابطه Sli اندیس مربوط به هر پارامتر انتخابی است که از رابطه (2) محاسبه می‌گردد.
(2) 
در رابطه (7) qi رتبه کیفی پارامتر و wi وزن هر پارامتر بوده که از طریق روابط (3) و (4) محاسبه می‌شوند.
(3) 
(4) 
در روابط بالا Ci غلظت هر پارامتر در هر نمونه، Si مقدار استاندارد ارائه‌شده برای هر پارامتر، wi وزن هر پارامتر و n تعداد پارامترهای انتخابی می‌باشد. بر اساس مقدار GWQI آب‌ها ازنظر کیفی، به 3 گروه تقسیم‌بندی شد. با توجه به اینکه پارامترهای انتخابی تأثیر یکسانی بر کیفیت آب ندارند لذا بر اساس اهمیت تأثیر هرکدام از پارامترها، وزن متناسب اهمیت پارامتر اختصاص داده شد (جدول3). از بین پارامترهای مورد اشاره، یون‌های نیترات، فلوراید، کلر، اسیدیته و مواد جامد محلول در آب بیشترین تأثیر را داشته، لذا این پارامترها می‌توانند به‌عنوان شاخص آلودگی منابع آب در اثر فعالیت‌های مختلف انسانی در منطقه مورد مطالعه باشند.
7- شاخص شهرنشینی
در این تحقیق با در نظر گرفتن توزیع ساختمان‌های مسکونی در مناطق مختلف شهر خوی و جمعیت ساکن در آنها، مناطق شهری و حاشیه آن به 5 گروه مناطق مسکونی با ترکم خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تقسیم بندی شد. در جدول (2) بازه و نمره مربوط به شاخص شهرنشینی در مناطق مختلف منطقه مورد مطالعه ارائه گردیده است.
8- کاربری اراضی
لایه معیار کاربری اراضی با توجه به نقشه کاربری شهری، نقشه کاربری کشاورزی و نیز وضعیت پوشش و نوع کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه، تهیه گردید است. به منظور تهیه نقشه وضعیت پوشش و نوع کاربری از طریق تصویر ماهواره‌ای لندست 8 و با استفاده از نرم‌افزار ENVI 5.3 و شاخص پوشش گیاهی NDVI استفاده گردیده است. نقشه مورد نظر به 6 کلاس با کاربری مسکونی، صنعتی و تجاری، زراعی، باغی پارک و فضای سبز و زمین‌های حاشیه شهر تقسیم بندی شد که در جدول (2) بازه و نمره مربوط به کاربری های مختلف اراضی ارائه گردیده است.
در گام دوم از این تحقیق جهت مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب های شهری و تغذیه آبخوان، همانند گام اول ابتدا آمار و اطلاعات مورد نیاز جمع آوری گردیده و در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی بانک اطلاعاتی مورد نیاز تهیه گردید. برای تهیه نقشه مناطق مستعد نفوذ رواناب ابتدا لایه های معیار مدل LANDSET-V شامل کاربری اراضی(L)18، تاثیر زون غیر اشباع(A)19، شبکه زهکشی(N)20، عمق آبهای زیرزمینی(D)21، شیب(S)22، کیفیت آبهای زیرزمینی پذیرنده(هدایت الکتریکی آبهای زیرزمینی)(E)23 ، ضریب قابلیت انتقال(T)24 تهیه و نیز از مدل آسیب پذیری آبخوان شهری(V) که در گام اول از تحقیق تهیه شده بود استفاده گردید. در جدول (3) وزن دهی و کلاسه بندی لایه های مدل اورده شده است. لازم به ذکر می‌باشد که نتیجه بدست آمده از آسیب پذیری آبخوان به عنوان یک معیار منفی در مدل مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب های شهری در نظر گرفته شده است، به این مفهوم که در محل‌های با ریسک آلودگی بالا در محدوده مورد مطالعه امکان پخش سیلاب شهری به علت آلودگی بالای سیلاب‌های شهری وجود نخواهد داشت چرا که این کار باعث تشدید سطح آلودگی آبهای زیرزمینی در آن مناطق خواهد شد.
تصحيح وزن پارامترهاي مدل آسیب پذیری و تغذیه آبخوان به روش فرآيند تحليل سلسله مراتبي(AHP)
جهت تهيه نقشه‌هاي معيار اصلاح شده، از وزن‌هاي اصلاح شده پارامترهاي مدل بر پايه وزن دهي به روش فرآيند تحليل سلسله مراتبي (AHP) استفاده شد. پس از انجام وزن دهي براساس نظرات كارشناسي، اقدام به تشكيل يك ماتريس گرديد كه ورودي آن همان وزن‌هاي تعيين شده توسط دانش كارشناسي مي‌باشد. وزن‌هاي كارشناسي شده به عنوان ورودي به نرم افزار Expert Choice داده شد و در نهايت از خروجي نرم افزار كه در واقع وزن‌هاي نسبي مربوط به معيارها مي‌باشند، جهت تهيه نقشه آسيب پذيري منطقه و نقشه مکانیابی مناطق مستعد پخش سیلاب مورد مطالعه استفاده گرديد. براساس وزن‌های بدست آمده شاخص آسيب‌پذيري ویژه آبخوان در مناطق شهری و حاشیه و نیز نقشه مکانیابی مناطق مستعد پخش سیلاب از حاصلضرب وزن هر پارامتر در رتبه آن مطابق رابطه (5) و (6) بدست آمد و براساس مقدار عددی شاخص محاسبه شده نقشه‌های فوق الذکر تهیه گردید.
(5) 
(6) 
در رابط (5و 6)،CD مقدار نهايي شاخص آسیب پذیری،TI مقدار نهايي شاخص پخش سیلاب، w وزن فاكتور وr رتبه فاكتور می‌باشد. براساس مقدار عددی شاخص محاسبه شده نقشه آسیب‌پذیری ویژه آبخوان مناطق شهری و حاشیه آن تهیه و به 4 کلاس با خطر آسیب‌پذیری و ریسک آلودگی خیلی کم تا زیاد تقسیم‌بندی شد. نقشه نهایی مکان یابی مناطق مستعد پخش سیلاب‌های شهری نیز به 4 زون با قابلیت متفاوت در نفوذ و تغذیه از محدوده نامناسب تا بسیار مناسب تقسیم بندی گردید.
آنالیز حساسیت25
به منظور بررسی میزات تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی مدل در نتایح حاصل از هر دو مدل، آنالیز حساسیت صورت می‌گیرد. در این مطالعه به منظور تحلیل حساسیت آسیب پذیری آبخوان و تغذیه مصنوعی در منطقه مورد مطالعه از روش تحلیل حساسیت حذف نقشه26 استفاده شد.
در روش تحلیل حساسیت حذف نقشه ارزيابي ضرورت يا
عدم ضرورت استفاده از پارامترها مطرح بوده و به تأثير هر پارامتر به صورت منفرد بر مقدارآسيب پذيري نهايي پرداخته می شود(Lodwick et al, 1990) و از طریق رابطه (7) محاسبه می‌گردد.
(7) 
در اين رابطه، Sميزان حساسيت بيان شده از لحاظ شاخص تغييرپذيري، Vو V'به ترتيب شاخص مدل غيرآشفته(شاخص واقعي و بدون حذف پارامتر) و شاخص مدل آشفته، N و n به ترتيب تعداد لايه هاي اطلاعاتي مورد استفاده براي محاسبه Vو V' مي‌باشد. شاخص واقعي و به دست آمده با كاربرد همه پارامترهای مدل به عنوان مدل غيرآشفته در نظر گرفته مي‌شود و شاخص محاسبه شده با استفاده از تعداد كمتري از لايه‌هاي اطلاعاتي، به عنوان مدل آشفته در نظر گرفته مي‌شود.
[1] DRASTIC system
[2] Depth to water table
[3] Net Recharge
[4] Aquifer media
[5] Soil media
[6] Topography
[7] Impact of vadose zone media
[8] Hydraulic Conductivity of the aquifer
[9] Depth to water table
[10] Net Recharge
[11] Impact of Aeratin zone media
[12] Pollution Source
[13] Hydraulic Conductivity of the aquifer
[14] Land use
[15] Urbanization Index
[16] Groundwater Value
[17] Groundwater Quality Index (GWQI)
[18] Land Use
[19] Impact of Aeration zone media
[20] Drainage Net
[21] Depth to water table
[22] Slope
[23] Electrical Conductivity
[24] Transmissibility
[25] Sensitivity analysis
[26] Map removal sensitivity analysis
شکل 1- نقشه موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه
جدول 1- وزن دهی و کلاس‌بندی پارامترهای روش تهیه لایه تغذیه
بارندگی | نفوذپذیری خاک | میزان تغذیه | |||||
شیب% | فاکتور | بارش(mm) | فاکتور | محدوده | فاکتور | محدوده | فاکتور |
2> | 4 | 850< | 4 | زیاد | 5 | 13-11 | 10 |
10-2 | 3 | 700-850 | 3 | متوسط تا زیاد | 4 | 11-9 | 8 |
33-10 | 2 | 700-500 | 2 | متوسط | 3 | 9-7 | 5 |
33< | 1 | 500> | 1 | کم | 2 | 7-5 | 3 |
|
|
|
| خیلی کم | 1 | 5-3 | 1 |
جدول 2- وزن دهی و کلاس‌بندی لایه‌های معیار مختلف مدل آسیب‌پذیری ذاتی DRAST-LUV
عمق آب زیرزمینی (m) | شبکه تغذیه | کاربری اراضی | ||||||
کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | |||
10-0 15-10 20-15 25-20 30-25 30< | 375/0 292/0 165/0 083/0 053/0 032/0 | 4/1> 9/1-4/1 3/2-9/1 3/2< | 058/0 118/0 327/0 496/0
| مسکونی و زمین‌های بایر صنعتی و تجاری زمین‌های زراعی زمین های باغی پارک و فضای سبز اراضی حاشیه شهر | 052/0 389/0 226/0 173/0 139/0 021/0 | |||
وزن لایه: 230/0 | وزن لایه: 040/0 | وزن لایه: 070/0 | ||||||
ضریب قابلیت انتقال(m2/day) | تأثیر منطقه غيراشباع (شامل جنس و نفوذپذیری) | منابع آلاینده | ||||||
کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | |||
450 > 460-450 470-460 480-470 480< | 060/0 094/0 137/0 278/0 431/0 | سیلت همراه با رس نفوذپذیری پایین رس همراه با شن نفوذپذیری خوب شن به همراه با رس با نفوذپذیری خیلی زیاد | 147/0 330/0 523/0 | تأثیر کم تأثیر متوسط تأثیر زیاد تأثیر خیلی زیاد | 052/0 164/0 337/0 438/0 | |||
وزن لایه: 090/0 | وزن لایه: 180/0 | وزن لایه: 240/0 | ||||||
ارزش و بهای آب | شاخص شهرنشینی | |||||||
کلاس | وزن | کلاس | وزن | |||||
آب باارزش بالا آب باارزش متوسط آب باارزش پایین | 582/0 309/0 109/0 | مناطق مسکونی با تراکم خیلی زیاد مناطق مسکونی با تراکم زیاد مناطق مسکونی با تراکم متوسط مناطق مسکونی با تراکم کم مناطق مسکونی با تراکم خیلی کم | 381/0 325/0 147/0 093/0 053/0 | |||||
وزن لایه: 060/0 | وزن لایه: 090/0 | |||||||
جدول 3- وزندهی و کلاس بندی پارامترهای مختلف مدلLANDSET-V
عمق آب زیرزمینی ( m )
| کیفیت آب (هدایت الکتریکی) ( µ moh/cm) | کاربری اراضی | آسیب پذیری آبخوان | ||||||
کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | ||
10-0 20-10 30-20 30< | 051/0 113/0 257/0 579/0 | 600-0 900-600 1200-900 1200< | 049/0 126/0 225/0 600/0 | مناطق مسکونی، صنعتی پارک‌ها، باغ‌ها و اراضی زراعی مناطق بایر و بدون زراعت | 076/0 154/0 770/0 | آسیب‌پذیری‌خیلی‌کم آسیب پذیری‌کم آسیب پذیری‌متوسط آسیب پذیری زیاد | 561/0 251/0 102/0 086/0
| ||
وزن لایه : 040/0 | وزن لایه : 030/0 | وزن لایه : 210/0 | وزن لایه : 260/0 | ||||||
ضریب قابلیت انتقال (m2/day) | توپوگرافي (شيب % ) | تاثیر زون غيراشباع (جنس رسوبات، ضخامت و نفوذپذیری) | فاصله از نقاط زهکشی (m) | ||||||
کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | کلاس | وزن | ||
440-0 460-440 480-460 480<
| 052/0 085/0 371/0 492/0
| 3-0 5-3 5< | 675/0 272/0 053/0
| سیلت همراه با رس با نفوذپذیری پایین رس همراه با شن با نفوذپذیری متوسط شن همراه با رس با نفوذپذیری بالا | 170/0 370/0 460/0 | 1000-0 2000-1000 3000-2000 3000< | 495/0 251/0 170/0 084/0 | ||
وزن لایه : 050/0 | وزن لایه : 080/0 | وزن لایه : 200/0 | وزن لایه : 130/0 | ||||||
بحث و یافته های تحقیق
تعیین آسیب پذیری ویژه آبخوان در منطقه مورد مطالعه
بر اساس لایه‌های معیار تهیه شده برای مدل آسیب پذیری ویژه آبخوان در منطقه مورد مطالعه، کمترين عمق آب زيرزميني در بخش‌های جنوبی و شمال شرقی محدوده مورد مطالعه بوده و در برخی از این مناطق عمق آب به 2 متر نیز می‌رسد(شکل2A-). این مناطق مستعد آسیب پذیری هستند و احتمال انتقال آلايندهها به آبخوان زیاد است. حدود 2/17 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 8/7 کیلومترمربع دارای عمق آب زیرزمینی کمتر از 10 متر بوده و 6/17 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 8 کیلومترمربع دارای عمق آب زیرزمینی بیش از 30 متر می‌باشد.
يكي از عوامل اصلي انتقال مواد آلاينده به آبخوان، تغذیه یا حركت عمودي آب بوده كه با خود مواد آلاينده را شسته و به درون زمين حمل می نماید. در مناطق شهری و در منطقه مورد مطالعه، با توجه به گسترش سطوح نفوذ ناپذیر نفوذ مستقیم از بارندگی کاهش یافته ولی نفوذ غير مستقيم از قبیل تغذيه ناشي از هدر رفت آب در شبكه آب شهري و تغذیه ناشی از آب فاضلاب، باعث تغذيه آبهاي زيرزميني گردیده است. نتایج حاصل از بررسی تغذیه نشان میدهد که بیشترین مقدار تغذیه از بارندگی در حاشیه دشت و در برخی از زمین‌های داخل شهر می‌باشد. در مطالعه ای که بر روی آبخوان شهر ارومیه(Chitsazan et al, 2019) صورت گرفت نتایج نشان داد که میزان تغذیه آبخوان از طریق فاضلاب‌های جذبی در حدود 37 درصد از کل تغذیه آبخوان شهری منطقه مورد مطالعه را شامل میشود. همچنین نشت از شبکه آب شرب شهری نیز در مقایسه با کل تغذیه مقادیر زیادی بوده و در حدود 33 درصد از تغذیه را شامل میشود. به دلیل وجود پارک‌ها، فضای سبز و زمین‌های کشاورزی در داخل (کم) محدوده شهری و نیز حاشیه شهری (زیاد) آب برگشتی از آبیاری نیز سهم نسبتاً زیادی (در حدود 22 درصد) از تغذیه کل آبخوان را شامل میشود. در (شکل2-B) نقشه تهیه شده برای تغذیه خالص که به 4 کلاس تقسیم‌بندی شده نشان داده شده است. براساس نقشه تهیه شده 5/37 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 17 کیلومترمربع دارای تغذیه آب زیرزمینی به اندازه 4/1 میلیون مترمکعب درسال و در حدود 5/1 درصد از محدود به مساحت 7/0 کیلومترمربع دارای تغذیه 3/2 میلیون مترمکعب در سال می‌باشد.
لايه محيط غيراشباع تهیه شده ازلوگ پيزومترها، چاه‌هاي اكتشـافي و گمانه های ژئوتکنیکی نشان میدهد که جنس رسوبات در زون تهویه عمدتاً شن همراه با رس می‌باشد. به دلیل درشت‌دانه بودن رسوبات احتمال انتقال آلودگی وجود دارد. در (شکل2-C) نقشه پهنه‌بندی منطقه غیراشباع در مناطق مختلف منطقه موردمطالعه نشان داده شده است. در 4/68 درصد از منطقه مورد مطالعه دارای جنس رسوبات با ساختار شن همراه با رس می‌باشد.
در این مطالعه با توجه به وجود منابع مختلف آلاینده موضعی و غیر موضعی، منابع آلاینده مربوط به کودهای شیمیایی، نفوذ رواناب‌های شهری به آبخوان، فعالیت‌های مختلف صنعتی در مناطق شهری ، ایستگاه‌های گاز و بنزین به‌عنوان منابع آلاینده در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج حاصله و اثرات منابع آلاینده، منطقه مورد مطالعه به 4 کلاس تقسیم‌بندی شد (شکل2-D).
شکل2- لایه‌های معیار عمق آب زیرزمینی(A)، تغذیه(B)، تأثیر منطقه غیراشباع(C) و منابع آلاینده(D) مربوط به مدل آسیب‌پذیری منطقه مورد مطالعه
با توجه به نقشه تهیه شده از منابع آلاینده مختلف، براساس نقشه تهیه شده حدود 3/23 درصد از منطقه به مساحت 5/10 کیلومترمربع دارای تاثیر منابع آلاینده خیلی کم، 7/22 درصد از منطقه به مساحت 3/10 کیلومترمربع دارای تاثیر منابع آلاینده متوسط، 4/51 درصد از منطقه به مساحت 3/23 کیلومترمربع دارای تاثیر منابع آلاینده زیاد و 6/2 درصد از منطقه به مساحت 2/1 کیلومترمربع دارای تاثیر منابع آلاینده خیلی زیاد می‌باشد به طوری که در مناطق با فعالیت‌های صنعتی، تاثیر منابع آلاینده در آبهای زیرزمینی افزایش پیدا می‌کند. ضریب قابلیت انتقال یکی از ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان بوده که نشان‌دهنده توانایی حرکت آب در محیط متخلخل بوده و میتواند نقش بسزایی در انتقال آلاینده در داخل آبخوان و افزایش گستردگی آلودگی شود. نقشه تهیه شده از ضریب قابلیت انتقال آبخوان در محدوده موردمطالعه (شکل 3-A) نشان میدهد که این ضریب بین 480-450 مترمربع بر روز تغییر نموده و در قسمت شمال غربی محدوده مورد مطالعه در 1/22 درصد از منطقه مورد مطالعه به مساحت 10 کیلومترمربع این مقدار به 480 متر در روز می‌رسد.
آب زیرزمینی با ذخیره مناسب و کیفیت خوب ارزش و بهای بالایی داشته و میتواند مهمترین منبع تأمین آب موردنیاز مناطق شهری باشد. با توجه به اینکه در مناطق شهری میزان ذخیره آب و کیفیت آن حائز اهمیت است لذا این پارامتر نیز میتواند یکی از فاکتورهای مؤثر در تهیه نقشه آسیب‌پذیری مورد استفاده قرار گیرد. پارامتر و شاخص‌های مورداستفاده جهت تعیین ارزش و بهای آب کمّی و کیفی می‌باشند ولی کمّی نمودن ارزش و بهای آب زیرزمینی مشکل می‌باشد لذا میتوان از کیفیت آب به‌عنوان یک شاخص برای تعیین ارزش و بهای آب استفاده نمود. در این مطالعه از شاخص کیفی آب زیرزمینی (GWQI) به‌منظور تهیه نقشه ارزش و بهای آب استفاده شد. برای محاسبه شاخص کیفی آب از پارامتر و غلظت یون‌های EC, Ca, Mg, Na, HCO3, SO4, Cl, NO3 استفاده شد. بر اساس نتایج حاصله کیفیت آبهای زیرزمینی منطقه به 3 کلاس آب با ارزش و بهای خوب، متوسط و ضعیف طبقه بندی شد (شکل3-B). محاسبه شاخص کیفی آب زیرزمینی (GWQI) به‌منظور تهیه نقشه ارزش و بهای آب در منطقه مورد مطالعه نشان میدهد در 5/51 درصد از مساحت منطقه به اندازه 3/23 کیلومترمربع، کیفیت، ارزش و بهای آب متوسط، در 26 درصد از منطقه به اندازه 8/11 کیلومترمربع ارزش و بهای آب بالا و در 5/22 درصد از منطقه به اندازه 2/10 کیلومترمربع نیز ارزش و بهای آب ضعیف می‌باشد و عمدتاً آبهای باکیفیت نامناسب در قسمت جنوبی منطقه مورد مطالعه واقع شده‌اند.
نواحی شهری و حاشیه‌های شهر، تراکم شهری و نحوه توزیع جمعیت از شاخص‌های مهم مربوط به فعالیت‌های انسانی بوده که در میزان و نحوه آلودگی منابع آب زیرزمینی تأثیرگذار می‌باشد. در حالت کلی آلاینده منابع آب از قبیل فاضلاب، زباله و غیره در مناطق مسکونی با تراکم بالا، بیشتر تولید میشود. در این تحقیق با در نظر گرفتن توزیع ساختمان‌های مسکونی در مناطق مختلف شهر خوی و جمعیت ساکن در آنها، مناطق شهری و حاشیه آن به 5 گروه مناطق مسکونی با تراکم خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تقسیم بندی شد. با توجه به نقشه شاخص شهرنشینی تهیه شده از منطقه مورد مطالعه (شکل3-C)، در 65 درصد از مناطق، شاخص شهرنشینی خیلی کم بوده و این مناطق از تراکم پایینی برخوردار هستند و فقط این شاخص در قسمت‌های مرکزی و بافت قدیم شهر زیاد و خیلی زیاد می‌باشد که به ترتیب 6/2 و 8/6 درصد از منطقه مورد مطالعه را به مساحت‌های 2/1 و 1/3 کیلومترمربع شامل میشود.
نوع کاربری اراضی و فعالیت‌های انسانی صورت گرفته تأثیر قابل‌توجهی بر روی آسیب پذیری منابع آب زیرزمینی دارد. شدت و میزان آلودگی در ارتباط با نوع کاربری اراضی متفاوت خواهد بود. لذا چگونگی توزیع کاربری در مناطق شهری میتواند تأثیر قابل توجهی بر پارامترهای هیدروژئولوژیکی داشته باشد. همچنین در کاربری‌های کشاورزی به دلیل استفاده از کودهای شیمیایی و حیوانی آبهای زیرزمینی نسبت به آلودگی نیترات بسیار آسیب پذیر خواهد بود و مقدار آلودگی بستگی به ویژگی‌های خاک، مقدار تغذیه، جهت و سرعت حرکت آبهای زیرزمینی دارد. در کاربری‌های مسکونی نیز فاضلاب‌ها، مواد زائد جامد و غیره در آلودگی و آسیب‌پذیری منابع آب زیرزمینی مؤثر می‌باشد. در این مطالعه با توجه به نوع کاربری اراضی، منطقه مورد مطالعه به 6 کلاس با کاربری تجاری و صنعتی، زراعی، مسکونی، پارک‌ها و فضای سبز، کشاورزی و باغ و اراضی حاشیه شهر تقسیم‌بندی شد (شکل3-D). براساس نوع کاربری، بیشترین مساحت منطقه مورد مطالعه در حدود 28 درصد به مساحت 6/12 کیلومترمربع اختصاص به کاربری اراضی حاشیه شهر دارد. همچنین در حدود 26 درصد منطقه مورد مطالعه به مساحت 9/11 کیلومترمربع به اراضی کشاورزی و باغی اختصاص دارد.
شکل 4- نقشه نهایی پهنه‌بندی آسیب‌پذیری ویژه (ریسک آلودگی) منطقه موردمطالعه
شکل 5- نمودار تغییرات آسیب‌پذیری ویژه (ریسک آلودگی) منطقه موردمطالعه
براساس نقشه آسیب پذیری تهیه شده مناطق میانی و شمال شرق (حاشیه شهر) از آسیب پذیری بالایی برخوردار هستند. به منظور ارزيابي صحت وزن‌هاي اختصاص داده شده به پارامترهاي مدل دراستيك اصلاح شده، براساس شرايط واقعي منطقه، اقدام به تحليل حساسيت مدل گرديد. نتايج آماري تحليل حساسيت به روش حذف نقشه(پارامتر) برای مدل آسیب پذیری در جدول (4) نشان داده شده است. براساس نتایج بدست آمده تغییرات شاخص آسیب‌پذیری پذیری بین 150/0 تا 353/0 تغییر می‌نماید که بیشترین تغییرات مربوط به پارامترهای منطقه غیراشباع، تغذیه آب زیرزمینی و منابع آلاینده بوده و حساسیت مدل نسبت به پارامتر شاخص شهر نشینی کم می‌باشد. نتایج بدست آمده در منطقه مورد مطالعه با یافته های مدل دراستیک اصلاح شده(Jesiya, 2019 and Gopinath) ، مدل ارائه شده برای آبخوان شهری بای چنگ چین(Liu et al., 2022)، مدل آسیب پذیری تهیه شده برای آبخوان شهری کابل در افغانستان (Mohammaddost et al, 2022) و مدل دراستیک اصلاح شده برای آبخوان پورتو در پرتقال (Freitas et al., 2023) مطابقت داشته لذا این مدل آسیب پذیری میتواند به عنوان یک ابزار کارآمد در جهت پیشگیری و کنترل آلودگی آب زیرزمینی در مناطق شهری مورد استفاده قرار گیرد.
جدول 4- نتایج آماری تحلیل حساسیت بروش حذف نقشه(پارامتر) برای مدل آسیب پذیری منطقه مورد مطالعه
لایه حذف‌شده | تغییرات شاخص آسیب‌پذیری | |||
حداقل | حداکثر | میانگین | انحراف معیار | |
تغذیه آب زیرزمینی | 096/0 | 573/0 | 309/0 | 059/0 |
ارزش و بهای آب | 010/0 | 273/0 | 155/0 | 068/0 |
منابع آلاینده | 589/0 | 398/0 | 364/0 | 082/0 |
شاخص شهرنشینی | 067/0 | 244/0 | 248/0 | 055/0 |
ضریب قابلیت انتقال | 189/0 | 330/0 | 175/0 | 066/0 |
کاربری اراضی | 267/0 | 230/0 | 382/0 | 044/0 |
عمق آب زیرزمینی | 317/0 | 355/0 | 285/0 | 145/0 |
تأثیر منطقه غیراشباع | 503/0 | 655/0 | 620/0 | 005/0 |
مناطق مستعد پخش سیلاب‌های شهری جهت تغذیه آبخوان
نوع کاربری و فعالیت های انسانی صورت گرفته در آن تاثیر قابل توجهی بر روی امکان مهار و گسترش سیلاب دارد. در راستای گسترش مناطق شهری، تغییرکاربری اراضی زیاد صورت می‌گیرد که در این بین افزایش سطوح نفوذ ناپذیر تاثیر بسزایی در شکل گیری سیلاب‌های شهری دارد. با توجه به وضعیت پوشش و نوع کاربری، در منطقه مورد مطالعه کاربری عمده زمین شامل مسکونی، کشاورزی، پارک‌ها، صنعتی، زمین‌های خالی و بایر حاشیه شهر می باشد(شکل6-A). بر اساس تاثیر هرکدام از کاربری‌های مختلف بر میزان نفوذ رواناب، نقشه کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه به 3 گروه مناطق خوب برای نفوذ و تغذیه، متوسط و بد تقسیم بندی شده است. با توجه به نقشه تهیه شده، در 5/37 درصد از مناطق محدوده مورد مطالعه به مساحت 17 کیلومترمربع شرایط برای نفوذ رواناب فراهم نبوده در 7/34 درصد از محدوده به مساحت 7/15 کیلومترمربع شرایط برای نفوذ رواناب متوسط بوده و فقط در قسمت حاشیه شهر و اراضی بایر از محدوده مورد مطالعه شامل 8/27 درصد به مساحت 6/12 کیلومترمربع از دیدگاه نوع کاربری اراضی و تاثیر آن بر نفوذ، شرایط مناسب می‌باشد. نقشه معیار تهیه شده مربوط به تاثیر زون غیر اشباع (شکل6-B) به 3 کلاس با شرایط خوب تا بد تقسیم بندی شد. بر این اساس در 4/68 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 31 کیلومترمربع شرایط نفوذ رواناب برای تغذیه آبهای زیرزمینی مناسب می‌باشد.
با توجه به اینکه انتخاب محل مناسب برای پخش سیلاب و استفاده از حوضچه‌های تاخیری مستلزم وجود زمین مناسب و قابل دسترس در انتهای شبکه زهکشی آبهای سطحی می‌باشد لذا نقشه تهیه شده مربوط به فاصله از محل زهکشی‌ها بر اساس فاصله به 4 کلاس تقسیم بندی شد(شکل6-C). بر این اساس در 4/12 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 6/5 کیلومترمربع فاصله از محل خروجی شبکه‌های زهکشی کمتر از 1000 متر بوده لذا این مناطق میتواند مکان مناسبی در جهت نفوذ رواناب و تغذیه آبهای زیرزمینی باشد. (شکل 6-D). عمق آب زیرزمینی نشان دهنده ضخامت زون غیر اشباع بوده و هرچه عمق آب زیرزمینی کمتر باشد پتانسیل نفوذ کاهش می‌یابد.
شکل6-. لایه معیار کاربری اراضی(A)، تاثیر زون غیر اشباع(B)، فاصله از خروجی زهکشی(C) و عمق آب زیرزمینی(D) مربوط به مدل LANDSE-V
شیب تاثیر مستقیم بر میزان نفوذ داشته و در مکانیابی مناطق مستعد به منظور پخش سیلاب و تغذیه آبهای زیرزمینی موثر می‌باشد بطوریکه در شیب‌های خیلی کم، فرصت کافی برای نفوذ وجود داشته و مقدار نفوذ افزایش می‌یابد. بطور کلی در شیب‌های کمتر از 5 درصد شرایط نفوذ مناسب‌تر است(Patil and Lad, 2021). نقشه شیب تهیه شده از منطقه مورد مطالعه( شکل7-A) نشان میدهد که در مناطق جنوب و میانه شهر شیب زمین به علت عبور رودخانه‌های قطور و الند زیاد می‌باشد. براساس نقشه تهیه شده در 73 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 1/33 کیلومترمربع شیب زمین کمتر از 3 درصد می‌باشد.
کیفیت رواناب نفوذی و نیز کیفیت آب زیرزمینی پذیرنده در ارزیابی‌های کیفی منابع آب حائز اهمیت می‌باشد. با توجه به اینکه هدایت الکتریکی آب بیانگر وجود مواد محلول در آب می‌باشد لذا از این پارامتر میتوان به عنوان شاخص کیفی آب استفاده نمود. در این مطالعه براساس نتایج حاصل از اندازه گیری‌های صورت گرفته از نمونه‌های منتخب آب زیرزمینی، نقشه هدایت الکتریکی رسم گردید(شکل7-B). بررسی نتایج نشان میدهد که مقادیر هدایت الکتریکی در منطقه مورد مطالعه بین حدوداً 600 تا 1200 میکروموس بر سانتی‌متر تغییر می‌نماید و در مناطق جنوبی شهر در حدود 1/5 درصد از محدوده به مساحت 3/2 کیلومترمربع مقدار EC بیش از 1200 میکروموس بر سانتی‌متر می‌باشد.
براساس لایه‌های معیار تهیه شده برای مدل، یکی از عوامل مهم در تعیین عرصه‌های مناسب و مستعد پخش سیلاب و تغذیه آبهای زیرزمینی، توانایی انتقال آب در آبرفت می‌باشد. ضریب قابلیت انتقال یکی از ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان بوده که نشان دهنده توانایی حرکت آب در محیط متخلخل می‌باشد. نقشه تهیه شده از ضریب قابلیت انتقال آبخوان در محدوده مورد مطالعه(شکل7-C) ارائه شده است. در 1/22 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 10 کیلومترمربع مقدار ضریب قابلیت انتقال به 480 مترمربع بر روز می‌رسد و در 4/2 درصد از منطقه به مساحت 1/1 کیلومترمربع این مقدار به 440 مترمربع در روز کاهش پیدا می‌کند.
براساس نقشه تهیه شده از مناطق آسیب پذیر آبخوان (شکل4) که در 4 کلاس طبقه بندی گردیده شد. در این نقشه مناطقی که دارای آسیب پذیری بالاتر هستند به دلیل ورود سیلاب‌های شهری که آلودگی بالاتری دارند داری وزن کمتری بوده (جدول2) و برای پخش سیلاب شهری مناسب نمی‌باشد. این مناطق 16 درصد از محدوده مورد مطالعه را شامل میشود و به طور کلی مناطقی که دارای آسیب پذیری کمتری هستند برای پخش سیلاب شهری دارای اولویت بالاتری می‌باشند.
تاثیر معیارهای مختلف مدل از طریق آنالیز حساسیت مدل به تک تک فاکتورها انجام شد که نتايج حاصل از محاسبه و تحليل حساسيت به روش حذف پارامتر رابطه (11) نشان داد تغییرات شاخص پخش سیلاب شهری بین 196/0 تا 545/0 تغییر می‌نماید که بیشترین حساسیت شاخص مدل نسبت به پارامترهای کاربری اراضی، هدایت الکتریکی و فاصله از زهکش‌های آبهای سطحی می‌باشد و کمترین حساسیت مربوط به تاثیر زون غیر اشباع و شیب می‌باشد(جدول5). مقایسه نتایج حاصل از آنالیز حساسیت مدل تهیه شده برای منطقه مورد مطالعه با نتایج بدست آمده از مطالعات (Patil and Lad, 2021) وHasan et al., 2022 نشان میدهد که پارامتر کاربری اراضی و فاصله از زهکش‌های آبهای سطحی در مناطق شهری در مکان یابی مناطق مستعد پخش رواناب شهری حائز اهمیت می باشند. در جدول (شماره 4) نتایج حاصل از آنالیز حساسیت بروش حذف نقشه آورده شده است. براساس مقادیر شاخص مدل بدست آمده ، نقشه نهايي تهیه شده جهت تعیین مناطق مستعد نفوذ رواناب و تغذیه آبهای زیرزمینی به 4 زون کلاس بندی شده است(شکل7-D). براساس این طبقه بندی، مناطق حاشیه شهری، محل خروجی رواناب‌های شهری جزو مناطق مستعد برای نفوذ سیلاب جهت تغذیه آبهای زیرزمینی می‌باشند. براساس نقشه نهایی در حدود 3/22 درصد از محدوده مورد مطالعه به مساحت 1/10 کیلومترمربع نمی‌توان پخش سیلاب انجام داده و یا از حوضچه نفوذ استفاده نمود. در 6/21 درصد از منطقه به مساحت 8/9 کیلومترمربع نیز میتوان به صورت محدود جهت پخش سیلاب استفاده نمود. همچنین در 9/36 درصد از محدوده به مساحت 7/16 کیلومترمربع از نظر پخش سیلاب مناسب می‌باشد. براساس نقشه نهایی در حدود 2/19 درصد از محدوده مورد نظر به مساحت 7/8 کیلومترمربع از نظر پخش سیلاب بسیار مناسب بوده(شکل8) و میتوان از برخی زمین‌های زراعی، کشاورزی و یا بایر با شیب کمتر از 5 درصد در داخل شهر و حاشیه شهر جهت نفوذ رواناب و تغذیه آبهای زیرزمینی استفاده نمود.
جدول5- نتایج حاصل از آنالیز حساسیت بروش حذف نقشه(پارامتر) برای مدل پخش سیلاب
پارامتر حذف شده | تغییرات شاخص آسیب پذیری | |||
حداقل | حداکثر | میانگین | انحراف معیار | |
شیب | 450/0 | 173/0 | 076/0 | 129/0 |
عمق آب | 178/0 | 630/0 | 571/0 | 123/0 |
آسیب پذیری | 707/0 | 683/0 | 517/0 | 108/0 |
هدایت الکتریکی | 307/0 | 930/0 | 634/0 | 134/0 |
قابلیت انتقال | 092/0 | 630/0 | 213/0 | 202/0 |
کاربری اراضی | 007/0 | 998/0 | 886/0 | 400/0 |
تاثیر زون غیر اشباع | 892/0 | 069/0 | 570/0 | 133/0 |
شبکه زهکشی | 021/0 | 787/0 | 254/0 | 210/0 |
شکل7- لایه معیار شیب (A)، کیفیت آب زیرزمینی پذیرنده (B)، ضریب قابلیت انتقال (C) مربوط به مدل LANDSET-V و نقشه نهایی پهنه بندی مناطق مستعد پخش سیلاب جهت تغذیه آبهای زیرزمینی (D)
شکل8- نمودار مناطق مستعد پخش سیلاب جهت تغذیه آبهای زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه
نتيجهگيري
بر اساس نتایج بدست آمده از مدل آسیب پذیری اصلاح شده آبخوان شهری، در بیش از 68 درصد از مناطق مورد مطالعه، ریسک آلودگی کم تا متوسط می باشد. در مناطق مرکزی و اطراف محدوده با مساحت 2/7 کیلومتر مربع که در آنها عمق آب زیرزمینی کمتر از 10 متر و ضخامت رسوبات آبرفتی بیش از 30 متر می باشد احتمال آلودگی زیاد بوده و در این مناطق شاخص آسیب‌پذیری بالاست. همچنین نمونه های مربوط به این مناطق بر اساس شاخص GWQI از کیفیت مناسبی برای مصارف شرب برخوردار نیستند. نتايج حاصل از تحليل حساسيت مدل آسیب پذیری نشان داد که بیشترین حساسیت مدل به پارامترهای منطقه غیراشباع(A)، تغذیه آب زیرزمینی(R) و منابع آلاینده(S) می‌باشد.
نتایج بدست آمده از مدل مکانیابی (LANDSET-V ) نشان می دهد در بیش از 40 درصد از مناطق مورد مطالعه می توان برای پخش رواناب و سیلاب های شهری جهت نفوذ و تغذیه مصنوعی آبخوان استفاده نمود. در مساحت 7/8 کیلومترمربع از این مناطق و بخصوص در نواحی اطراف شهر، کاربری زمین عمدتا کشاورزی و یا بایر بوده و به دلیل شیب کمتر از 5 درصد زمین، فاصله کمتر از محل زهکشی، ضریب قابلیت انتقال بیش از 480 مترمربع بر روز و ضخامت مناسب رسوبات دانه درشت آبخوان، شرایط نفوذ و پخش رواناب و سیلاب های شهری مناسب تر است. با توجه به نتایج حاصله، مدل های ارائه شده در این تحقیق از دقت کافی برخوردار هستند لذا آنها می توانند به عنوان یک مدل الگو برای حفاظت و بهره برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه و سایر مناطق شهری با در نظر گرفتن شرایط آن محیط، مورد استفاده قرار گیرند.
ملاحظات اخلاقی:
پیروی از اصول اخلاق پژوهش: در مطالعه حاضر فرم‌های رضایت نامه آگاهانه توسط تمامی آزمودنیها تکمیل شد.
حامی مالی: هزینههای مطالعه حاضر توسط نویسندگان مقاله تامین شد.
تعارض منافع: بنابر اظهار نویسندگان مقاله حاضر فاقد هرگونهتعارض منافع بوده است.
References:
1. Abbasnovinpour, E., Masoudi, S., & Asghari Moghadam, A. (2018). Assessing vulnerability aquifer of Nazloochay Plain of Urmia, using DRASTIC Model and verification with nitrate concentration in GIS. New Findings in Applied Geology, 12(23), 92-103. (in Persian).
2. Aghazadeh, N., Chitsazan, M., Mirzaee, Y., & Ebrahimi, H. (2022). Modifying DRASTIC Model DRAST-VUL to determine groundwater vulnerability in an urban aquifer. Watershed Engineering and Management, 13(4), 690-703.
3. Aller, L., & Thornhill, J. (1987). DRASTIC: a standardized system for evaluating ground water pollution potential using hydrogeologic settings. Robert S. Kerr Environmental Research Laboratory, Office of Research and Development, US Environmental Protection Agency.
4. Amir Ahmadi, A., Karamati, S., Ahmadi, T. (2011). Flood risk micro-zoning in Neyshabur city in line with urban development. Journal of Research and Urban Planning. 2(7), 91-110. (in Persian).
5. Asadi, P., Ataie-Ashtiani, B., & Beheshti, A. (2017). Vulnerability assessment of urban groundwater resources to nitrate: the case study of Mashhad, Iran. Environmental Earth Sciences, 76, 1-15.
6. Asadi, P., Hosseini, S. M., Ataie-Ashtiani, B., & Simmons, C. T. (2017). Fuzzy vulnerability mapping of urban groundwater systems to nitrate contamination. Environmental modelling & software, 96, 146-157.
7. Asefi, M., Radmanesh, F., & Zarei, H. (2014). Optimization of DRASTIC model for vulnerability assessment of groundwater resources using analytical hierarchy process (case study: Andimeshk Plain). Irrigation Sciences and Engineering, 37(1), 55-67. (in Persian).
8. Asghari Moghaddam, A., Gharekhani, M., Nadiri, A. A., Khord, M., & Fijani, E. (2017). Evaluation of intrinsic vulnerability of Ardabil plain using DRASTIC, SINTACS and SI methods. Geography and Planning, 21(61), 57-74. (in Persian).
9. Bromand Nasab, S., Jalalvand, A. (2018), hydrology, hydraulics and runoff quality in urban watersheds, Shahid Chamran University Publications, Ahvaz.
10. Chitsazan, M., Aghazadeh, N., Mirzaee, Y., Golestan, Y., & Mosavi, S. (2017). Hydrochemical characteristics and quality assessment of urban groundwater in Urmia City, NW Iran. Water Science and Technology: Water Supply, 17(5), 1410-1425.
11. Chitsazan, M., Aghazadeh, N., Mirzaee, Y., & Golestan, Y. (2019). Hydrochemical characteristics and the impact of anthropogenic activity on groundwater quality in suburban area of Urmia city, Iran. Environment, development and sustainability, 21, 331-351.
12. Chitsazan, M., & Akhtari, Y. (2009). A GIS-based DRASTIC model for assessing aquifer vulnerability in Kherran Plain, Khuzestan, Iran. Water resources management, 23, 1137-1155.
13. De León-Gómez, H., Martin del Campo-Delgado, M.A., Esteller-Alberich, M.V. et al. (2021). Estimation and validation of groundwater vulnerability of an urban aquifer using GIS and DRASTIC: City of Monterrey, Mexico. Environ Earth Sci, 80, 247.
14. Ehsan, S. (2013). Utilization of storm runoff for groundwater recharge in urban areas-a case study of Gujranwala City in Pakistan. Journal of river engineering, 1, 1-10.
15. Freitas, L., Meerkhan, H., Rocha, F. et al. (2023). DRASTIC-Fm-URBAN index: an updated and reliable GIS vulnerability mapping for the assessment of fractured rock media in urban areas. Environ Earth Sci, 82, 156.
16. Gharekhani, M., Nadiri, A. A., Asghari Moghaddam, A., & Sadeghi Aghdam, F. (2015). Optimization of drastic model by support vector machine and artificial neural network for evaluating of intrinsic vulnerability of Ardabil Plain Aquifer. Iranian journal of Ecohydrology, 2(3), 311-324. (in Persian).
17. Gogate, N. G., & Rawal, P. M. (2015). Identification of potential stormwater recharge zones in dense urban context: A case study from Pune city. International Journal of Environmental Research, 9(4), 1259-1268.
18. Hasan, M.T., Jahan, C.S., Rahaman, M.F. et al. (2022). Delineation of zones and sites for artificial recharge of groundwater in dry land Barind Tract, Bangladesh using MCDM technique in GIS environment. Sustain. Water Resour. Manag., 8, 147.
19. Hernández-Espriú, A., Reyna-Gutiérrez, J. A., Sánchez-León, E., Cabral-Cano, E., Carrera-Hernández, J., Martínez-Santos, P., ... & Colombo, D. (2014). The DRASTIC-Sg model: an extension to the DRASTIC approach for mapping groundwater vulnerability in aquifers subject to differential land subsidence, with application to Mexico City. Hydrogeology Journal, 22(6), 1469.
20. Howard, K. W. (2015). Sustainable cities and the groundwater governance challenge. Environmental Earth Sciences, 73(6), 2543-2554.
21. Jafari, K., Moghaddas, N. H., Mazloumi, A. R., & Ghazi, A. (2019). Determination of vulnerability of aquifer Ardebil using drastic method in GIS. Iranian Journal of Health and Environment, 12(3). (in Persian).
22. Jesiya, N. P., & Gopinath, G. (2019). A Customized FuzzyAHP-GIS based DRASTIC-L model for intrinsic groundwater vulnerability assessment of urban and peri urban phreatic aquifer clusters. Groundwater for Sustainable Development, 8, 654-666.
23. Khoshdooz-Masooleh, N., Babazadeh, H., Tabatabaei, S. H., & Naderi, M. (2014). Modifying DRASTIC model to determine groundwater vulnerability in a coastal region. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 3(1), 19-31. (in Persian).
24. Liu, M., Xiao, C. & Liang, X. (2022). Assessment of groundwater vulnerability based on the modified DRASTIC model: a case study in Baicheng City, China. Environ Earth Sci, 81, 230.
25. Lodwick, W. A., Monson, W., & Svoboda, L. (1990). Attribute error and sensitivity analysis of map operations in geographical informations systems: suitability analysis. International Journal of Geographical Information System, 4(4), 413-428.
26. Mafi, E., Moradi, G., Hayati, S., & Khayampour, R. (2014). Management and Disposal of Urban Runoff Using Geographic Information System and River Tools Techniques (Case Study: District 1 of Ahwaz City). Journal of Geography and Regional Development, 12(1).
27. Naseri, H., & Ostadhashemi, Z. (2008). Improvement in GIS-based DRASTIC model using statistical methods and analytical hierarchy process, case study: Hamedan-Bahar plain, west of Iran. Geotechnical Geology, 4(3), 205-222. (in Persian).
28. Mardan, H., & Yargholi, B. (2020). Ardabil Alluvial Plain Aquifer Vulnerability Zoning Using a Combination of GIS and DRASTIC Method. Journal of Environmental Science and Technology, 22(6), 391-407.
29. Martínez-Bastida, J. J., Arauzo, M., & Valladolid, M. (2010). Intrinsic and specific vulnerability of groundwater in central Spain: the risk of nitrate pollution. Hydrogeology Journal, 18(3), 681-698.
30. Masud Lak, M., & Rasoulzadeh, A. (2019). Evaluation of intrinsic vulnerability of Urmia Plain groundwater pollution using original DRASTIC and drastic modified models. Iran-Water Resources Research, 14(5), 220-235.
31. Mohammaddost, A., Mohammadi, Z., Rezaei, M. (2022). Assessment of groundwater vulnerability in an urban area: a comparative study based on DRASTIC, EBF, and LR models. Environ Sci Pollut. Res, 29, 72908–72928.
32. Mokhtari Malekabadi, R., Abdullahi, A. S., Sadeghi, H. (2014). Analysis and recognition of urban environmental behaviors (case study: Isfahan city). Journal of Research and Urban Planning. 5(18), 1-20. (in Persian).
33. Mustafaei, A., Moradania, V., & Guderzi, M. (2017). Evaluation of the role of Sarchahan-Hormozgan flood spreading project in the artificial feeding of underground water. Ecohydrology, 4(3), 749-761.
34. Nohegar, A., Riahi, F., Kholghy, M., & Vagharfard, H. (2015). Sensitivity Analysis and Aquifer Vulnerability Assessment Using Hydrogeological Criteria Case Study:(Aquifer Sarkhoon Hormozgan). Environmental Sciences, 13(3), 103-112. (in Persian).
35. Oişte, A. M. (2014). Groundwater quality assessment in urban environment. International Journal of Environmental Science and Technology, 11, 2095-2102.
36. Patil, S.G., Lad, R.K. (2021). Evaluation of Spatio-temporal Dynamics of Groundwater Recharge and locating Artificial Recharge Structures for Watershed in Upper Bhima Basin, Pune, India. J Indian Soc Remote Sens 49, 2467–2488.
37. Piscopo, G. 2001. Groundwater vulnerability map, explanatory notes, Castlereagh Catchment, NSW. Department of Land and Water Conservation, Australia.
38. Rafie Rafiee, M., Ghadampour, Z., & Sabzvari, T. (2020). Effect of rainfall distribution pattern and infiltration equation on urban flood simulation (case study: Kangan Abdossalam basin).
39. Samey, A. A., & Gang, C. (2008). A GIS based DRASTIC Model for the assessment of groundwater vulnerability to pollution in West Mitidja: Blida City, Algeria. J Appl Sci, 3(7), 500-507.
40. Sanaifard, A., Amirahmadi, A., Zanganeh, Y. (2023). Reducing the Vulnerability of Vital Arteries to Flood (Case Study: Sabzevar County). Journal of Research and Urban Planning. 14(52), 1-16. (in Persian).
41. Singh, A., Srivastav, S. K., Kumar, S., & Chakrapani, G. J. (2015). A modified-DRASTIC model (DRASTICA) for assessment of groundwater vulnerability to pollution in an urbanized environment in Lucknow, India. Environmental earth sciences, 74, 5475-5490.
42. Singh, S., Samaddar, A. B., Srivastava, R. K., & Pandey, H. K. (2014). Ground water recharge in urban areas—Experience of rain water harvesting. Journal of the Geological Society of India, 83, 295-302.
43. Tavasli, A., Wafakhah, M., & Hossein Nia, A. (2008), Location of storage areas of urban sewers of Mashhad with the help of GIS, the third conference on water resources management, Tabriz.
44. Wang, Z., Xiong, H., Ma, C. et al. (2023). Assessment of groundwater vulnerability by applying the improved DRASTIC model: a case in Guyuan City, Ningxia, China. Environ Sci Pollut Res, 30, 59062–59075.
45. Wu, H., Chen, J., & Qian, H. (2016). A modified DRASTIC model for assessing contamination risk of groundwater in the northern suburb of Yinchuan, China. Environmental Earth Sciences, 75, 1-10.
46. Yousefi, H., Soltani, K., & Javadzadeh, Z. (2014). Flood risk zoning and introduction of management solutions in regions 1 and 3 of Tehran municipality. Ecohydrology, 1(3), 181-193.
-
برنامه ریزی راهبردی شهر دوستدار کودک با تأکید بر خلاقیت کودکان (نمونه موردی: شهر یزد)
تاریخ چاپ : 1396/03/01 -
تحلیل شاخص های شهر خلاق و ارتباط آن با مدیریت توسعه شهری سالم مطالعه موردی: کلانشهر اصفهان
تاریخ چاپ : 1399/05/01 -