مقایسه‌ی برخی روشهای میانیابی زمین‌آماری و قطعی در برآوردن عمق آب زیرزمینی (مطالعه‌موردی: دشت ایرانشهر- بمپور)
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامهام البنین پودینه 1 , معصومه دلبری 2 *
1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل
2 - دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل
کلید واژه:
چکیده مقاله :
در این تحقیق برخی روشهای میانیابی برای تخمین عمق آب زیرزمینی دشت ایرانشهر- بمپور در سه مقطع زمانی 1382، 1386 و 1391 در ماه‌های اردیبهشت و مهر مورد ارزیابی قرار گرفتند. دادههای عمق آب مربوط به 42 تا 48 حلقه چاه موجود در سطح دشت بودند. روشهای مورد استفاده شامل کریجینگ معمولی (OK)، کریجینگ عام (UK)، وزن‌دهی عکس فاصله (IDW)، توابع پایهشعاعی (RBF) و چند جمله‌ای محلی (LPI) بودند. برای ارزیابی عملکرد روش‌ها، از فن اعتبارسنجی متقابل و معیارهای آماری ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، و میانگین انحراف خطا (MBE) استفاده شد. نتایج تحلیل آماری حاکی از بالا بودن واریانس و ضریب تغییرات عمق آب زیرزمینی و افزایش متوسط عمق آب در طی سالهای گذشته، بویژه از سال 1382 تا 1386 بهدلیل وقوع خشکسالی بوده اند. برای تشخیص روند از ترسیم نیمتغییرنمای جهتدار عمق آب زیرزمینی در هر دوره استفاده شد. روش UK با مدل کردن رویه روند با استفاده از چندجملهایهای درجه 1 و 2 و مقایسه مدلهای مختلف نیمتغییرنما مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج ارزیابی متقابل از بین روشهای زمین‌آماری (OK و UK)، روش OK برای سالهای 82 و 91 با مدل نیمتغییرنمای کروی، و روش UK با مدل نیمتغییرنمای J-bessel و درجهروند 2 و 1 بهترتیب برای اردیبهشت و مهر 86 بالاترین دقت را داشتند. از طرفی، نتایج ارزیابی متقابل، نشان دادند که از بین تمامی روشهای میانیابی بهکار گرفته شده، روش قطعی LPI با RMSE برابر با 94/6، 87/5 و 65/8 متر بهترتیب برای اردیبهشتماه سالهای 1382، 1386، و 1391 و 86/6، 54/6 و 68/8 متر بهترتیب برای مهرماه سالهای 1382، 1386 و 1391 بهترین روش میانیابی بوده است. نقشه‌های پهنه‌بندی بهدست آمده حاکی از افت سطح آب زیرزمینی، و وقوع بحران آب در سالهای اخیر در سطح منطقه می‌باشد، بنابراین، بهمنظور استفاده بهتر از منابع آب و دسترسی به کشاورزی پایدار در منطقه، بایستی راهکارهای مدیریتی از جمله کنترل برداشت، تغییر الگوی زراعی و دگرگونی روشهای آبیاری در نظر گرفته شوند.
In this study, some interpolation methods were evaluated for estimating groundwater depth in the Iranshahr- Bampour Plain during 2003, 2007 and 2012 in the months of May and October. Data used belonged to 42- 48 wells scattered across the study area. The methods used contained geostatistical approaches of Ordinary Kriging (OK) and Universal Kriging (UK), and deterministic approaches of Inverse Distance Weighting (IDW), Radial Basis Function (RBF) and Local Polynomial Interpolation (LPI). The performance of the prediction methods was evaluated through cross-validation with comparison criteria of determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE) and mean bias error (MBE). The statistical analysis showed a high variance and coefficient of variation of groundwater depth and an increase in the average depth to groundwater during bygone years especially during 2003-2007 period. Directional semivariograms were calculated to find out the drift direction. UK method, with the first and second-order polynomials as drift, and different semivariogram models was examined. According to cross-validation results, the best geostatistical method for estimating groundwater depth was OK (with spherical semivariogram) for 1382 and 1391, and UK with J-bessel semivariogram model and second and first drift orders, respectively, for May and October 2007. Moreover, the cross-validation results indicated that LPI, with RMSE equal to 6.94, 5.87 and 8.65 m, respectively, for May 2003, 2007 and 2012, and 6.86, 6.54 and 8.68 m, respectively, for October 2003, 2007 and 2012 is the best method of interpolation among others. The generated maps of groundwater depth revealed a drop in depth to groundwater; therefore, an occurrence of water crisis over the study region during the recent years. Therefore, it is necessary to consider some management scenarios including exploitation control and alteration of crop pattern and irrigation systems for an optimum use of water resources and achieving a sustainable agriculture across the region.