Determination of the Suitable Places to Extract Groundwater for Irrigation Using Analytical Network Process(Case study: Birjand Plain)

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

اصلان اگدرنژاد ¹ , نیاز علی ابراهیمی پاک ² , هادی محمدی والا ³ , زهرا قربانی ⁴ , محسن احمدی ⁵

1 - استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
2 - دانشیار، بخش آبیاری و فیزیک خاک، موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
3 - کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی.
4 - دانشجوی دکتری رشته سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان، ایران.
5 - دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.

تاریخ دریافت : 1396/06/18 تاریخ پذیرش : 1396/09/28 تاریخ انتشار : 1396/07/09

کلید واژه: zoning, Water Harvesting, Kellyes Ratio, Permeability Index,

چکیده مقاله :

Groundwater is one of the most important water resources especially for irrigation in the east of Iran. So, it is important to note its water quality variation for deciding to manage it. To this end, the study were done to zone Birjand plain located at latitude between 32˚ 30’-33˚ 00’ N and longitude between 58˚ 45’-59˚ 41’ E. In order to achieve this goal, the required layers, Sodium adsorption ratio (SAR), total hardness (TH), sodium solubility percentage (SSP), residual sodium carbonate (RSC), permeability index (PI), magnesium adsorption ratio (MAR) and kellyes ratio (KR), were created at GIS. Then, these layers were weighed using analytical network process (ANP). The results revealed that 68.65% of the plain had moderately inappropriate quality. About 5.25 and 5.34% of the plain had appropriate (south-east) and very appropriate (part of central and west) quality, respectively. The worst quality was determined in the south-west side of the plain so that it covered about 13.77% of Birjand area. According to the results, it is recommended to develop well digging in the east and south side of this plain.

چکیده انگلیسی:

منابع آب‌ زیرزمینی نقش مهمی در فاریاب اراضی بسیاری از مناطق ایران مخصوصا  شرق کشور دارند و اطلاع از تغییرات کمی و کیفی آن‌ها در یک حوضه و یا دشت تاثیر زیادی در تصمیم‌گیری بهره‌برداری از آن‌ها دارد. به همین دلیل این پژوهش به منظور پهنه‌بندی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت بیرجند واقع در عرض جغرافیایی ‘30 ˚ 32 تا ‘00 ˚33 شمالی و طول جغرافیایی ‘45 ˚58 تا ‘41 ˚59 انجام شد.در این پژوهش، ابتدا لایه‌های مورد نیاز براساس عوامل نسبت جذبی سدیم، سختی کل، درصد سدیم محلول، بی‌کربنات سدیم باقیمانده، شاخص نفوذپذیری، نسبت جذبی منیزیم و نسبت کلایز در محیط GIS ایجاد و توسط روش ANP وزن‌دهی شدند. نتایج نشان داد که 65/68 درصد مساحت آبخوان در وضعیت نسبتاً بد قرار دارد. مناطق با کیفیت خوب و خیلی خوب به ترتیب با مساحت‌های 25/5 و 34/5 درصد بوده و به ترتیب در قسمت‌های جنوب شرقی و بخش‌هایی از مرکز و غرب این منطقه پراکنده می‌باشند. نامناسب‌ترین منطقه برای برداشت آب آبیاری در قسمت جنوب غربی این دشت قرار داشت و مساحتی بالغ بر 77/13 را پوشش می‌داد. براساس این نتایج، توسعه چاه‌های آب آبیاری در مناطق شرقی و جنوبی پیشنهاد می‌شود.

منابع و مأخذ:

استواری، ی.، بیگی‌هرچگانی، ح و داودیان، ع. (1390). ارزیابی بررسی تغییرات مکانی و پهنه‌بندی برخی از شاخص‌های کیفی آب برای کاربرد در طراحی آبیاری قطره‌ای در دشت لردگان. آبیاری و زهکشی ایران. شماره 2(5)، ص 254-242.

بی‌نام. (1395). آمارنامه جهاد کشاورزی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.

جوان، ج و فال‌سلیمان، م. (1387). بحران آب و لزوم توجه به بهره‌وری آب کشاورزی در نواحی خشک (مطالعه موردی: دشت بیرجند). جغرافیا و توسعه، شماره 6(11)، ص 138-115.

چراغی‌زاده، م و شاهنظری، ع. (1395). پهنه‌بندی اراضی برای اجرای سامانه آبیاری موضعی با ارزیابی مشخصه‌های آب و خاک (مطالعه موردی: شهرستان‌های بابل و بابلسر)، نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 32(2): 80-63.

حشمتی، س. س. و بیگی‌هرچگانی، ح. (1391). پهنه‌بندی شاخص‌های کیفی آب زیرزمینی شهرکرد به منظور استفاده در طراحی سامانه‌های آبیاری. پژوهش آب در کشاورزی، شماره 26(1)، ص 59-43.

حیدری‌‌علمدارلو، ا.، برآبادی، ح و طلوعی، س. (1392). ارزیابی کیفیت منابع آب‌های زیرزمینی دشت رودآب سبزوار برای آبیاری. تحقیقات منابع طبیعی تجدید شونده، شماره 4(2)، ص 12-1.

خاشعی سیوکی، ع.، قهرمان، ب و کوچک‌زاده، م. (1391). ارزیابی پتانسیل استحصال آب از آبخوان از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی (مثال موردی: دشت نیشابور). پژوهش آب ایران، شماره 5(9)، ص 10-1.

دلبری، م.، افراسیاب، پ و سالاری، م. (1392). پهنه‌بندی فراسنج‌های کیفی (شوری و سدیمی) آب با استفاده از روش‌های زمین آماری؛ مطالعه موردی: دشت کرمان. مهندسی منابع آب، شماره 6، ص 24-11.

رمزی، ر.، خاشعی‌سیوکی، ع و شهیدی، ع. (1393). تعیین مناطق مستعد آبیاری قطره‌ای با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی در استان خراسان جنوبی. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک)، شماره 18(69)، ص 236-227.

سجادی‌میان‌آب، ز و یعقوبی، س. م. (1396). ارزیابی ژئوشیمیایی کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت برازجان برای مصارف کشاورزی. دانش کشاورزی و تولید پایدار، شماره 27(1)، ص 145-133.

سیفی، ا و ریاحی‌مدوار، ح. (1396). پهنه‌بندی کیفی آبخوان شهر بابک از منظر خورندگی و رسوب‌گذاری، تناسب‌ کشاورزی، شرب و آبیاری تحت فشار. آب و فاضلاب، در نوبت چاپ.

شریعت‌راد، س. (1392). ژئومورفولوژی و رسوب‌شناسی بخش شمالی دشت مختاران؛ خراسان جنوبی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بیرجند.

شهیدی، ع.، زمانی، غ.، کشکولی، ح ع و امیرآبادیزاده، م. (1387). مدیریت و برنامه‌ریزی آبیاری دو رقم گندم تحت تنش‌های شوری و خشکی. تنش‌های محیطی در علوم زراعی، شماره 1(1)، صفحه 25-17.

صالحی، ح و زینی‌وند، ح. (1393). بررسی کیفیت آب زیرزمینی برای شرب و کشاورزی و انتخاب مناسب‌ترین روش میان‌یابی مکانی آن (مطالعه موردی: غرب شهرستان مریوان). اکوهیدرولوژی، شماره 1(3)، ص 166-153.

قائمی‌زاده، ف و اخوان، س. (1393). امکان‌سنجی اجرای سیستم‌های آبیاری تحت فشار براساس کیفیت آب (مطالعه موردی: دشت‌های استان همدان). نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، شماره 21(1)، ص 85-65.

قدسی‌پور، س. ح، (1385). تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، انتشارات دانشگاه امیرکبیر.

محمدیاری، ف.، توکلی، م و اقدر، ح. (1395). ارزیابی و پهنه‌بندی کیفیت آب زیرزمینی مناطق مهران و دهلران از لحاظ کشاورزی با روش‌های زمین آمار. علوم و مهندسی آبیاری، شماره 39(4)، ص 83-71.

مقیمی، ه. (1394). ارزیابی زمین‌شیمیایی منابع آب زیرزمینی آبخوان دشت ساری-قائم‌شهر از نظر شرب و کشاورزی. مهندسی منابع آب، شماره 8، ص 68-51.

نخعی، م.، هاشمی، ر.، خاشعی‌سیوکی، ع و احمدی، م. (1395). بهینه‌سازی الگوی کشت با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی و برنامه‌ریزی خطی (مطالعه موردی: دشت بیرجند). علوم و مهندسی آبیاری، شماره 39(2)، ص 124-115.

همراز، ب.، اکبرپور، ا و پوررضا بیلندی، م. (1394). تحلیل عدم قطعیت پارامتری MODFLOW توسط روش GLUE (مطالعه موردی: دشت بیرجند). مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، شماره 22(6)، ص 79-61.

یزدانی، و و منصوریان، ح. (1393). پهنه‌بندی پتانسیل بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی با استفاده از داده‌های کمی و کیفی آبخوان دشت نیشابور. مهندسی آبیاری و آب، شماره 4(15)، ص 132-118.

Collins M G, Steiner F R, and Rushman M J. (2001). Land-use suitability analysis in the United States: historical development and promising technological achievements. Environmental Management. 28 (5), pp: 611–621.

Docheshmeh Gorgij, A. and Vadiati, M. (2014). Determination of groundwater quality based on important irrigation indices using analytical hierarchy process method, Agricultural Advances, 3(6), pp: 176-185.

Eaton, F.M., (1950). Significance of carbonate in irrigation waters. Soil Science, 69, pp: 123–133.

Ganapuram, S., Kumar, V., Krishna, M., Kahya, E., and Demirel, C. (2009). Mapping of groundwater potential zones in the Musi basin using remote sensing data and GIS. Advances in Engineering Software. 40(7), pp: 506-518.

Garewal, S. K., Vasudeo, A. D., Landge, V. S. and Ghare, A. D. (2017). A GIS-based modified DRASTIC (ANP) method for assessment of groundwater vulnerability: A case study of Nagpur city, India, Water Quality Research Journal, 53(2), pp: 121-135.

Gholami, S. and Srikantaswamy, S., (2009). Analysis of agricultural impact on the Cauvery river water around KRS dam World. Appl. Sci. J.,68, 1157–1169.

Hakim, M.A., Juraimi, A.S., Begum, M., Hasanuzzaman, M., Uddin, M.K. and Islam, M.M. (2009). Suitability evaluation of groundwater for irrigation, drinking and industrial purposes. American Journal of Environtal Science, 5, pp: 413–419.

Hamzaoui-Azaza, F., Ketata, M., Bouhlila, R., Gueddari, M., and Riberio, L. (2010). Hydrogeochemical characteristics and assessment of drinking water quality in Zeuss–Koutine aquifer. southeastern Tunisia. Environmental Monitoring and Assessment. 174 (1), pp: 283-298.

Joshi DM, Kumar A, and Agrawal N, (2009). Assessment of the irrigation water quality of River Ganga in Haridwar District India. Journal of Chemistry, 2(2), pp: 285-292.

Kelley, W.P., (1963). Use of saline irrigation water. Soil Science, 95, pp: 355–391.

Khodapanah, I., Sulaiman, W. N. A., and Khodapanah, N. (2009). Groundwater quality assessment for different purpose in Eshtehard district, Treran, Iran, European Journal of Scientific Research, 36(4), pp: 543-553.

Mass, E V., and Hoffman, G. J. (1976). Crop salt tolerance, evaluating existing data. International Salinity Conference Pub. Book. Aug 1976.

Obiefuna G.I, and Sheriff A, (2010). Assessment of shallow groundwater quality of Pindiga Gombe area, Yola Area, NE, Nigeria for irrigation and domestic purposes. Research Journal Of Environmental And Earth Sciences, 3(2), pp: 131-141.

Raghunath, I.I.M., (1987). Groundwater, second ed. Wiley Eastern Ltd, New Delhi.

Saaty T L. (1980). The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York.

Saaty T L. (1996).  Decision Making with Dependence and Feedback: The Analytic Network Process. RWS Publications, Pittsburgh.

Saaty T L. (2001). The allocation of intangible resource: The analytic hierarchy process and linear programming. Socio-Economic Planning Science, 37(3), pp: 169-184.

Shabani, M. (2009). Determination of the most suitable geostatistical method for mapping of groundwater pH and TDS (a case study: Arsanjan plain). Journal of Water Engineering, 1 pp: 47-59.

Shahbazi, R., and Feiznia, S. (2011). Geological effects on degradation of surface water and groundwater quality in central drainage basin of Iran (case study: Cheshmeh-Ali Damghan watershed), Quarterly Environmental Erosion Researches. 1(1), pp: 93-104.

Sheikhy Narany, T., Ramli, M. F., Fakharian, K. and Aris, A. Z. (2016). A GIS-index integration approach to groundwater suitability zoning for irrigation purposes, Arabian Journal of Geoscience, 9(7).

Sun, H., Wang, S., and  Hao, X. (2017). An improved hierarchy process methods for the evaluation of agricultural water management in irrigation districts of north China, Agricultural Water Management, 179(1), pp: 324-337.

Wilcox LV, (1954). Classification and Use of Irrigation Waters. Department of Agriculture, United States, Circular No.  696, Washington D.C. Pp. 16.

Worqlul, A. W., Jeong, J., Dile, Y. T., Osorio, J., Schmitter, P., Gerik, T., Sirnivasan R., and Clark, N. (2017). Assessing potential land suitable for surface irrigation using groundwater in Ethiopia, Applied Geography, 85, pp: 1-13.

Yaakup, A., Ahmad Nazri, M. L., Sulaiman, S., and Bajuri, H. (2005). GIS in urban planning and management. In: Malaysian Experience International Symposium & Exhibition on Geoinformation , Penang, Malaysia.