بخشی از مقاله
چکیده
منابع آب زیرزمینی در تأمین آب مورد نیاز کشاورزي نقش بسزایی ایفا میکنند. عوامل مختلف طبیعی و انسانی باعث ایجاد تغییرات در سطح آب زیرزمینی گردیده است. در این پژوهش از دادههاي عمق آب زیرزمینی 47 حلقه چاه در دشت نجفآباد استفاده گردیده است. با استفاده از آزمون من- کندال در دورههاي زمانی ماهانه، فصلی و سالانه و در سطوح اطمینان 95 و 99 درصد و تخمینگر سن استفاده گردیده است. نتایج نشان میدهد که در دوره زمانی ماهانه و در سطح اطمینان 99 درصد، 29 درصد از حلقه هاي چاه داراي روند کاهشی و 31 درصد روند افزایشی دارند. تخمینگر سندر این دوره زمانی نشان داد که 60 درصد از حلقه هاي چاه داراي روند افزایش و مابقی داراي روند کاهشی هستند. در دوره زمانی فصلی و در سطح اطمینان 99 درصد چاه هاي داراي روند کاهشی و افزایشی به ترتیب 23 و 17 درصد می باشند. در دوره زمانی سالانه تنها 6 درصد از چاه ها داراي روند کاهشی و 4 درصد داراي روند افزایشی بوده و تخمینگر سن 52 درصد را داراي روند افزایشی و مابقی را داراي روند کاهشی نشان داد.
کلید واژهها: دشت نجفآباد، آب زیرزمینی، آزمون من-کندال، تخمینگر سن
-1 مقدمه
بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی در هر منطقه، از اهمیت فراوانی برخوردار است. افزایش روزافزون جمعیت، احداث کارخانهها و بالا رفتن سطح بهداشت و بروز خشکسالیها کمیت آبهاي زیرزمینی را مورد تأثیر قرار داده است.پارامترهاي اقلیمی در مقیاس زمان و مکان به دلایل زیادي تغییر میکنند که باید نحوه تغییرات آنان بر اساس مشاهدات و با بهرهگیري از روشهاي آماري تعیین شود. تحلیل روند از مهمترین روشهاي آماري است. تعیین وجود یا عدم وجود روند دردو دسته روشهاي پارامتریک و ناپارامتریک تقسیمبندي میشوند.روشهايناپارامتریک از کاربرد نسبتاً وسیعی برخوردارند. این روشها براي سريهایی که توزیع آماري خاصی بر آنها قابل به رازش نیست و چولگی یا کشیدگی زیادي دارند بکار میروند.
تحقیقات متعدد انجام شده با استفاده از آزمون ناپارامتري من–کندال در مورد دادههاي سريهاي زمانی هیدرولوژیکی و هواشناسی نشاندهنده اهمیت و کاربرد فراوان آن میباشد. براي نمونه میتوان از بررسی جریان رودخانه توسط لینز و اسلاك - - 1999، برن و النور - 2002 - و ژانگ و همکاران - 2006 - ، تبخیر تعرق مرجع توسط ژو و همکاران - - 2006، دماي سطح زمین توسط کادغلو - 1997 - ، بارندگی توسط لونگباردي و ویلانی - 2010 - و کیفیت آب توسط هیرش و همکاران - 1982 - نام برد1]، 2، 3، 4، 5، 6 و .[7در مناطق گرم و خشک، آب زیرزمینی مهمترین منبع تأمین آب به شمار می رود. شناخت تغییرات عمق آب زیرزمینی در برنامهریزي و مدیریت منابع آبی کمک فراوانی مینماید. حسینعلیزاده و یعقوبی - - 1389 تغییرات زمانی و مکانی سطح سفره آب زیرزمینی دشت گناباد را با استفاده از زمین آمار بررسی نمودهاند.[8]
نادریان فر و همکاران - 1390 - تغییرات سطح آب زیرزمینی در حوضه آبریز نیشابور را بررسی نمودند. ایشان نتیجه گرفتند که تأثیر بارندگی بر نوسانات سطح آب زیرزمینی حائز اهمیت است.[9] زارع ابیانه و همکاران - 1391 - روند نوسانات عمق آب زیرزمینی دشت ملایر را بررسی نمودهاند. ایشان نتیجه گرفتند که به طور کلی روند تغییرات عمق آب زیرزمینی در دشت ملایر بیان گر وضعیت نامطلوب حاکم بر این آبخوان است.[10]هدف از این مطالعه بررسی روند سطح آب زیرزمینی در دورههاي مختلف زمانی با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال و تخمینگر سن میباشد.
-2 مواد و روشها
محدوده مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه دشت نجفآباد، قسمتی از حوضه زایندهرود میباشد. داراي مساحت حدود 1720 کیلومترمربع میباشد. از منظر جغرافیایی بین 50 درجه و 57 دقیقه تا 51 درجه و 44 دقیقه عرض جغرافیایی و از 32 درجه و 20 دقیقه تا 32 درجه و 49 دقیقه طول جغرافیایی کشیده شده است.نجفآباددشتی است با شیب نسبتاً ملایم که از غرب به شرق کاهش مییابد و اطراف آن را پیش کوههاي داخلی زاگرس احاطه کرده است. به طور کلی آب و هواي نجفآباد نیمه بیابانی است،با استفاده از آمار و اطلاعات ایستگاه در طی دوره آماري - 1961-2000 - وبر اساس روشهاي مختلف طبقهبندي اقلیمی منطقه مورد مطالعه داراي تقسیمبندي زیر بوده و خصوصیات اقلیمی آن به این شرح میباشد: بر اساس اقلیم بندي دومارتن داراي اقلیم خشک سرد میباشد.
بر طبق روش آمبرژه داراي اقلیم خشک و سرد و بر اساس روش کوپن نیمه بیابانی خفیف و بر اساس اقلیم بندي ترنت وایت داراي آب و هواي خشک میباشد - سازمان هواشناسی - . در شکل 1 موقعیت دشت نجفآباد و موقعیت چاههاي مشاهدهاي آمده است.از دادههاي 47 حلقه چاه دشت نجفآباد در این پژوهش استفاده گردیده است. دادههاي آماري از مهرماه سال 1381 تا اسفندماه سال 1388 به صورت ماهانه در دسترس بودند. خلاءهاي آماري با استفاده از روش تفاضلها و نسبتها تکمیل گردید.
آزمون من-کندال
آزمون من-کندال جزء متداولترین و پرکاربردترین روشهاي ناپارامتریک تحلیل روند به شمار میرود. این آزمون ابتدا توسط - 1945 - Mann ارائه و سپس توسط - 1975 - Kendall بر پایه رتبه دادهها در یک سري زمانی بسط و توسعه یافت11] و .[12 هدف از این آزمون بررسی وجود سیر افزایشی یا کاهشی در سري زمانی دادههاست. استفاده از روشهاي پارامتریک داراي شرایط خاصی همچون نرمال بودن، ایستایی و استقلال دادهها میباشد. اما روشهاي ناپارامتریک براي سري دادههایی که از توزیع آماري خاصی پیروي نمیکنند، مناسب است - میرعباسی نجفآبادي و دینپژوه،.[13] - 1389 اثرپذیري ناچیز این روش از مقادیر حدي که در برخی از سريهاي زمانی مشاهده میگردند نیز از دیگر مزایاي این روش است - قره خانی و قهرمان،.[14] - 1389 فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سري دادهها دلالت دارد و پذیرش فرض یک - رد فرض صفر - مبین وجود روند در سري دادهها میباشد.
مراحل محاسبه آماره این آزمون به شرح زیر است:
الف- محاسبه اختلاف بین تکتک مشاهدات با همدیگر و اعمال تابع علامت و استخراج پارامتر S به شرح زیر:
