بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به ماهیت جغرافیایی کشور، خشکسالی از جمله پدیده هایی است که وقوع آن اجتناب ناپذیر می باشد اما میتوان به کمک آمار و اطلاعات ثبت شده وقوع آن را تا حد امکان پیش بینی کرد. با در نظر گرفتن اهمیت خشکسالی و اثرات آن بر منابع آبهای زیرزمینی، در این پژوهش، تاثیر خشکسالی بر کیفیت آبهای زیرزمینی دشت شبستر طی سالهای اخیر مورد بررسی قرار گرفت.
با استفاده از شاخص SPI، خصوصیات خشکسالیها در 30 سال اخیر مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین طبقه بندی کیفی آبهای زیرزمینی دشت شبستر با استفاده از شاخصهای هدایت الکتریکی - EC - ، نسبت جذبی سدیم - SAR - ، به کمک نمودار ویلکاکس، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - تعیین گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که وقوع خشکسالیهای اخیر به شدت بر کاهش کیفی آبهای زیرزمینی منطقه و تغییر پهنههای کیفی آن تاثیر داشته است.
مقدمه
موضوع آب و آبیاری از مهمترین موضوعات در بخش کشاورزی مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. محدودیت منابع آبی کشور از یکطرف و تهدید کیفیت آنها از طرف دیگر سبب شده است راهکار های بهینه جهت کنترل کیفی منابع آب زیرزمینی سرلوحه بسیاری از مطالعات قرار گیرد. کاهش میزان نزولات جوی در سال های اخیر و برداشت بی رویه از منابع زیرزمینی باعث کاهش کیفیت این ذخایر شده است. تغییرات کیفی منابع آبی ناشی از تداوم جریان کم در طی خشکسالی ها میباشد
فعالیت های انسانی همراه با تغییرات آب و هوایی همیشه به عنوان عوامل تعیین کننده ی ویژگی های کیفیت آب در مطالعات آبهای سطحی و زیرزمینی مطرح بوده اند - هوانگ و همکارانش، . - 2009 تحقیقات یانگ و جین - - 2010 در بررسی منابع آلودگی غیرنقطهای در شبکه رودخانه، بر پایه رگرسیون فضایی در محیط GIS نشان داد، نه فقط رگرسیون فضایی پیش بینی های بهتری در غلظت مواد محلول ارائه می دهد بلکه به عنوان ابزاری در تعیین عدم قطعیت آنها نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
هدف از اعمال روشهای مدیریتی مناسب، جلوگیری و یا کاهش آلودگی آبهای سطحی می باشد که به طور مستقیم و غیرمستقیم ارتباط تنگاتنگی با سلامتی انسان و موجودات زنده دارد - مایلر و همکارانش، . - 2010 بر اساس مدل سازی کیفیت آب رودخانه میتوان کیفیت آب شهری را نیز مطالعه نمود که نمایانگر نقاط بحرانی هستند لذا در طراحی های آینده با توجه به مشخص شدن بعضی پارامترهای مربوط به آلودگی آبهای سطحی میتواند در آبهای شرب و همچنین در جمعآوری زهکشی شهری مورد استفاده قرار گرفته و بسیار سودمند واقع شود
یکی از کارامدترین سیستمهایی که دسترسی به اطلاعات زیاد، متنوع و تجزیه تحلیل آنها را آسانتر و سریع تر می کند تکنولوژی سیستم اطلاعات جغرافیای - GIS - می باشد
بررسی تحقیقات سالهای اخیر نشان داد که تغییر در کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت شبستر به طور عمده ناشی از وجود توده های نمک در تشکیلات زمین شناسی و برداشت بیش از حد از این ذخایر به دلیل خشکسالی های به وقوع پیوسته می باشد
در بررسی کیفی منابع آبهای زیرزمینی دشت زنجان اختلاف معنی داری را در کاهش کیفی این منابع مشاهده ننمود. ترکمانی و همکاران، - - 1390 در بررسی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت ابهر بر اساس نمودار پایپر و شولر به این نتیجه رسیدندکه این محدوده از لحاظ کشاورزی در کلاس C2-S1 طبقه نمودند.
با توجه به خشکسالی های به وقوع پیوسته در طی سالهای اخیر و تاثیر مستقیم این پدیده بر کیفیت منابع آبهای زیرزمینی، استخراج خصوصیات خشکسالی ها و ترسالی ها طی سی سال گدشته و بررسی و تاثیر آنها بر کیفیت منابع آبهای زیرزمینی دشت شبستر و تعیین پهنه های کیفی آن به کمک ابزار GIS از جمله اهداف این تحقیق می باشد. نتایج بدست آمده از این تحقیق می تواند به عنوان ابزاری در تعیین راهکار های مناسب مدیریتی به منظور تعیین الگوی کشت و انتخاب مناسب سیستم های آبیاری مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روشها
- 1 منطقه مورد مطالعه
دشت شبستر یکی از زیر حوضه های، حوضه ی آبریز دریاچه ارومیه می باشد که در محدوده و مختصات آن X=537900 و X=589300 طول شرقی و Y=4217400 و Y=4238900 عرض شمالی می باشد. این دشت در فاصله 60 کیلومتری غرب شهرستان تبریز و در محدوده شهرستان شبستر قرار گرفته است. وسعت محدوده مورد مطالعه 1230 کیلومتر با مساحت 495 کیلومتر مربع می باشد. مرتفع ترین نقطه ی آن کوه داغ میشو با ارتفاع 3125متر و پست ترین نقطه ی آن 1275 متر در نزدیکی دریاچه ارومیه است.
شکل : - 1 - موقعیت جغرافیایی دشت شبستر
وسعت آبخوان آبرفتی دشت501/3 کیلومتر مربع می باشد. آبرفت ها ی دشت نتیجه ی رسوبگذاری رودخانه ها و سیل هایی هستندکه از ارتفاعات منطقه سرچشمه می گیرند . ضخامت رسوبات آبرفتی دشت از کمتر از 10 متر تا حدود 270 متر متغیر است. آبخوان دشت از دامنه های شمالی و دره های شمالی از یک لایه آبدار آزاد تشکیل شده است در حالی که در منطقه ی میانی دشت به سمت پایین دست لایه آبدار تحت فشار نیز به وجود آمده است
- 2 شاخص خشکسالی SPI
به منظور استخراج خصوصیات خشکسالی، شاخص بارش استاندارد1 مورد استفاده قرار گرفت. شاخص SPI ابزاری مناسب برای تحلیل داده های آماری در طول دوره ی آماری کوتاه مدت و دراز مدت می باشد. شاخص SPI سه ماهه به عنوان تخمینی از بارش های فصلی بوده که منعکس کننده رطوبت کوتاه مدت آن منطقه می باشد. شاخص SPI شش ماهه نشان دهنده روند بارندگی در میان مدت بوده و با انحراف معیار از میانگین جریان آب رودخانه ها و تراز سطح آب در مخازن همبستگی دارد. شاخصSPI های طولانی مدت از جمله SPI بیست و چهار ماهه ، SPI چهل و هشت ماهه منعکس کننده کمبود بارش در مقیاس زمانی طولانی مدت می باشد که اغلب بر ذخایر زیرزمینی و منابع سطحی تاثیر گذار می باشد.
داده های اصلی شاخص SPI را داده های بارندگی ماهانه ایستگاه های باران سنجی تشکیل می دهند. پس از اطمینان از همگن و تصادفی بودن داده ها ی ماهانه، سری زمانی در بازه های 3،6،12،24و48 ماهه تشکیل می شوند - به طور مثال منظور از سری زمانی 12 ماهه مجموع بارش 11ماهه قبل ماه مورد نظر به همراه همان ماه می باشد - . هریک از سری های زمانی با مقیاس زمانی متفاوت با توزیع گاما برازش داده می شوند
تابع دانسیته احتمالی با فراوانی گاما به صورت زیر می باشد
