ارزیابی مدل‌های FR و WoE در تهیه نقشه تغییرات مکانی پتانسیل آب زیرزمینی یا استفاده از GIS در شهرستان اسفراین
امیرحسین قربانی
1
(
دانشجوی کارشناسی‌ارشد مهندسی نقشه‌برداری- سیستم‌های اطلاعات مکانی، موسسه آموزش عالی لامعی گرگانی، گرگان، ایران
)
محسن ذبیحی
2
(
دانش‌آموخته دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
)
رئوف مصطفی زاده
3
(
دانشیار گروه آموزشی منابع طبیعی و عضو پژوهشکده مدیریت آب، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
)
کلید واژه: سامانه اطلاعات جغرافیایی, قنات, استحصال آب زیرزمینی, وزن شواهد, مدل‌سازی مکانی,
چکیده مقاله :
استفاده بهینه از منابع آب زیرزمینی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک با استفاده از روش‌های پایدار بهره‌برداری مانند قنوات همواره مورد توجه بوده است. از طرفی، تحلیل اطلاعات مکانی موثر بر وجود آب‌های زیرزمینی به روش‌های تحلیلی قوی نیاز دارد تا بتواند روابط غیرخطی، ارتباط درونی و اطلاعات پنهان میان لایه‌ها را تفسیر نماید. در همین ارتباط، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی مقایسه‌ای تغییرات مکانی پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از مدل‌های نسبت فراوانی و وزن شواهد در محدوده شهرستان اسفراین استان خراسان شمالی برنامه‌ریزی شده است. عوامل ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب، درجه شیب، کاربری اراضی، زمین‌شناسی، شاخص رطوبت توپوگرافی، انحنای دامنه، انحنای آبراهه، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، شاخص توان آبراهه، فاصله از گسل و تراکم گسل به‌عنوان لایه‌های موثر در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه و براساس مدل‌های نسبت فراوانی و وزن شواهد میزان ارتباط آن‌ها با پتانسیل آب زیرزمینی تعیین شد. ارزیابی نقشه‌های تهیه شده با استفاده از منحنی عملکرد نسبی انجام شد. براساس نتایج، مدل نسبت فراوانی با مقدار سطح زیرمنحنی برابر با 4/84 درصد عملکرد بهتری نسبت به مدل وزن شواهد در منطقه مطالعاتی نشان داد. هم‌چنین، عوامل زمین‌شناسی، کاربری اراضی، ارتفاع از سطح دریا و فاصله از رودخانه در مدل‌های مورد استفاده به‌عنوان مهم‌ترین عوامل مؤثر بر پتانسیل آب زیرزمینی انتخاب شدند. علاوه بر این، 5/12، 45/28، 75/34، 3/19 و 5 درصد از منطقه مورد پژوهش به‌ترتیب در طبقات با پتانسیل خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد پتانسیل آب زیرزمینی براساس مدل نسبت فراوانی قرار گرفته‌اند. نتایج پژوهش حاضر می‌تواند در سیاست‌گزاری‌ها و تصمیم‌سازی‌های مرتبط با مدیریت منابع آب و مکان‌یابی مناطق مستعد وجود قنات و استخراج آب‌های زیرزمینی یا اتخاذ راهبردهای مدیریت بهینه آبخوان در شهرستان اسفراین مورد استفاده قرار گیرد.
چکیده انگلیسی :
Optimum utilization of groundwater water resources, in a sustainable manner using Qanats, has always been of interest in arid and semi-arid regions. On the other hand, the analysis of spatial information affecting the presence of groundwater water needs powerful analytical methods which is able to interpret non-linear relationships, internal relationship and hidden information between affecting layers. In this regard, the current research is planned with the aim of comparative evaluation of the spatial changes of groundwater potential using Frequency Ratio (FR) and Weight of Evidence (WoE) models in the Esfarayen county, North Khorasan province. The factors of elevation above sea level, slope aspect, slope degree, land use, geology, topographic wetness index (TWI), plan curvature, profile curvature, distance from the river, drainage density, stream power index (SPI), distance from faults and fault density were prepared as effective layers in ArcGIS platform. Based on FR and WoE models, the relationship of spatial maps and groundwater potential was determined. Evaluation of prepared maps was done using relative operating curve (ROC). Based on the results, the Frequency Ratio model with Area Unver the Curve (AUC) value equal to 84.4 percent showed better performance than WoE model in the study area. Also, geological factors, land use, elevation above sea level and distance from the river were selected as the most important factors affecting the groundwater potential based on the results of the employed models. In addition, 12.5%, 28.45%, 34.75%, 19.3%, and 5% of the study area are located in the classes with very low, low, medium, high, and very high potential of groundwater based on the FR model, respectively. The results of the present research can be used in decision-making related to water resources management and locating areas prone to groundwater extraction or adopting optimal aquifer management strategies in Esfarayen county.
