مدلسازی مکانی – زمانی تغییرات تراز سطح آبهای زیرزمینی مناطق شهری و روستایی آبخوان کاشان با استفاده از تکنیکهای GIS
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست
جواد صمدی
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).)
جواد صمدی
2
(شهرداری کاشان، معاونت خدمات شهری و محیط زیست، اداره محیط زیست شهری.)
کلید واژه: درونیابی, روش‌های قطعی و زمین‌آماری, اعتبارسنجی متقابل, سطح آب زیرزمینی, آبخوان کاشان,
چکیده مقاله :
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
Background and Objective: The hydrograph and maps of groundwater level variations in Kashan aquifer demonstrate that during 2002-2011 the level of groundwater with depth moderate of 72.06 meter has decreased about 5.5 meter. When dealing with the quality of water resources for defferent uses, collecting samples from all parts of a study area is not economically possible, In this regard zoning methods are powerful tools in the providing the data based on spatial-temporal variations. This research aimed, modeling of level, depth and spatial-temporal variations Kashan aquifer groundwater table based on Cross validation technique of different methods of deterministic and geostatistic interpolation in GIS environment. Method: water level data of 67 observational wells in the region have been surveyed and compared to mapping of Kashan groundwater level during 2002-2011. Cross validation techniques have been employed and some criteria such as mean biased error (MBE), mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE) and R2 have been used to assess the performance of different methods and choosing the best one. Findings: The results indicated that the local polynomials method with MBE = 0.444, MAE = 13.19, RMSE = 20.29 and R2 = 0.999 possessed the highest accuracy. Discussion and Counclusion: As well as the results of this study showed that residential areas with high population due to the high aggravation of net recharge and forest areas increased groundwater level and activities in the industrial, agricultural and water extraction have caused a drastic reduction in groundwater level.
- 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.
- 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.
- حسنی پاک، ع.ا.، 1377. زمین آمار (ژئواستاتیستیک)، چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران، 314 صفحه.
- 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.
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.
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.