بخشی از مقاله
تعيين مناطق داراي پتانسيل آب زيرزميني دشت جيرفت با استفاده از GIS
چکيده
با افزايش زي اد تقاضا براي آب به دليل افزايش جمعيت ، شهرنشيني و توسعه کشاورزي ، منابع آب زيرزميني در مناطق خشک و نيمه خشک مورد توجه زيادي ، قرار گرفتند. دسترسي به آب هاي زيرزميني به منزلة يک منبع ديناميک طبيعي محدود بوده و علت آن ، وجود آب هاي زيرزميني در سازندهاي زيرسطحي مختلف است و انسان قادر به مشاهدة مستقيم آن ها نبوده و به دليل نوسان ، اندازه گيري زماني و فضايي آن مشکل است . استفاده از تکنيک هاي سنجش از دور و استفاده از تصاوير ماهواره اي ي جهت کسب اطلاعات از محيط هاي مختلف ، با توجه به هزينه پايين ، سرعت و دقت مناسب روشي مناسب براي تعيين مناطق داراي پتانسيل آب زيرزميني مي باشد. ادغام داده - هاي سنجش از دور و سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) براي اکتشاف منابع آب هاي زيرزميني به موفقيتي در زمينه ي تحقيقات آب زيرزميني تبديل شده است ، که در ارزيابي ، نظارت ، حفظ ، برنامه ريزي و مديريت بهتر آب هاي زيرزميني مي تواند مفيد واقع شود. .
هدف اين تحقيق ، مکان يابي مناطق بالقوه براي آب هاي زيرزمي ني با استفاده از داده هاي سنجش از دور و سيستم اطلاعات جغرافيايي در دشت جيرفت است . نقشه هاي مورد استفاده شامل نقشه ي تراکم شبکة زهکشي ، بارش ، توپوگرافي ، سنگ شناسي ، شيب ، کاربري اراضي و خاک منطقه است ، و با وزن دهي و روي هم گذاري لايه ها در Gis نقشه مناطق داراي پتانسيل آب زيرزميني به دست آمده و ميزان دسترسي به آب هاي زيرزميني منطقه به صورت کيفي کلاس بندي شده و اين کلاس ها شامل : خيلي خوب ، ، متوسط ، کم و خيلي کم است . و بخش کمي از منطقه در کلاس خيلي خوب و يخش بالايي در ناحيه خوب قرار دارد.
کلمات کليدي : آب زيرزميني ، پتانسيل ، شيب ، وزن دهي .
آب زيرزميني - تعيين مناطق داراي پتانسيل آب زيرزميني –کاربرد Gis پتانسيل يابي آب زيرزميني .
مقدمه
آب هاي زيرزميني موجب تقويت سلامتي انسان ها، توسعۀ اقتصادي و تنوع زيستي در يک منطقه ميشوند. رشد سريع جمعيت در کشورهاي مختلف و ازجمله ايران ، موجب افزايش تقاضاي آب زيرزميني براي مصارف خانگي ، کشاورزي و صنعتي شده است . دسترسي به آب هاي زيرزميني به منزلۀ يک منبع ديناميک طبيعي محدود بوده و علت آن ، وجود آب هاي زيرزميني در سازندهاي زيرسطحي مختلف است و انسان قادر به مشاهدة مستقيم آن ها نبوده و به دليل نوسان ، اندازه گيري زماني و فضايي آن مشکل است بر اين اساس بررسيهاي کمي ، مديريت صحيح و استفادة مناسب از آبهاي زيرزميني ، اهميت مي يابد. در مقياس کره زمين ، از کل آب هاي شيرين جهان سهم آب - هاي زيرزميني ٣٠.١ درصد است . در حالي که اين رقم در خصوص رودخانه ها به رغم وفور شبکه هاي سطحي آن به حدود ٠.٠٠٦ درصد مي رسد در مقياس کشوري با توجه به آمار و ارقام ارائه شده ٨.٧٥ درصد از ٢٩ درصد آب هاي مورد استفاده آب هاي زيرزميني که اين موضوع اهميت موضوع مطالعه آب هاي زيرزميني را در مقياس جهاني و کشوري صورت ميگيرد.
وجود، منشأ، حرکت و اجزاي شيمي آب زيرزميني عمدتآ به پارامترهاي زمين شناسي از قبيل : ليتولوژي ، ضخامت ، تکتونيک و نفوذپذيري مواد سفره ها بستگي دارد (٢٠١١,. preeja et al:gintamo, ٢٠١٠: ٢٠٠٧,vijith). از آنجائيکه منابع آب زيرميني پديده اي زيرسطحي مي باشد، ارزيابي آن توسط تحليل غيرمستقيم پاره اي از عوارض مستقيم قابل مشاهده در سطح از قبيل زمين شناسي ، ژئومورفولوژي ، ساختاري و ويژگي هاي هيدروژئولوژي امکان پذير مي باشد. بنابراين روش هاي زمين شناسي شامل تفسير داده هاي زمين شناسي و بازديد صحرايي اولين قدم مهم در بررسي آب هاي زيرزميني مي باشد(٢٠١٠,. nadun et al). پتانسيل يابي آب زيرزميني ، يعني شناسايي و طراحي زون هاي داراي آب زيرزميني براي آينده در يک منطقه توسط ارزيابي کيفي (مقداري ) پارامترهاي موثر امکان پذير مي باشد(٢٠١٠,gintamo). در نبود نقشه آب زيرزميني يک منطقه ، بسياري اوقات حفاري هاي چاه ها با شکست روبرو مي گردد. بعلاوه ، اين اکتشافات متوالي ، کاهش پتانسيل آب زيرزميني ، پايين افتادن سطح آب و افزايش هزينه بازگرداني آب زيرزميني و همچنين افت کيفيت آب را در پي دارد. بنابراين ضروري است تا با ارزيابي ، توسعه و مديريت مناسب منابع آب زيرزميني ، از اين منابع حياتي به طور مناسبي استفاده شود. چندين روش از قبيل ؛ زمين شناسي ( نوع سنگ شناسي )، هيدروژئولوژي (عواملي مانند سطح آب زيرزميني ، تغذيه و نحوه ي برونزد چشمه ها)، ژئوفيزيک ( عواملي مانند ضخامت آبخوان ، مقاومت لايه هاي زيرسطحي ، ضخامت زون خاک ، سطح آب ، و ضخامت زون خرد شده در سنگ هاي سخت ) و تکنيک هاي سنجش از دور وجود دارد که جهت ارزيابي آب زيرزميني بکار برده مي شوند. مطمئن ترين روش در اکتشاف منابع آب زيرزميني کارستي انجام مطالعات ژئوالکتريک مي باشد، که با تفسير اطلاعات آن مي توان از شرايط زير سطحي آگاهي يافت ، اما به دليل پرهزينه و زمان بر بودن آن ، نمي توان در محدوده هاي وسيع مورد استفاده قرار گيرد. بنابراين بايد از ساير ابزارها در اين زمينه استفاده نمود. پتانسيل يابي آب زيرزميني با استفاده از تکنيک هاي RS نيازمند حجم عظيمي از داده هاي فضايي از منابع مختلف و همچنين مديريت و تجزيه تحليل اين داده ها مي باشد. در اين راستا با توجه به وسعت محدوده مورد مطالعه در هر منطقه ، مي توان از توانايي هاي سنجش از دور براي پردازش تصاوير ماهواره اي منطقه و تهيه داده و از سيستم اطلاعات جغرافيايي GIS به عنوان ابزاري توانمند در ذخيره ، تجزيه تحليل ، بازيابي ، به روز رساني و نمايش اطلاعات بهره گرفت .
سلاجقه و فرج زاده اصل در سال ١٣٨٥ به ارزيابي منابع بالقوه آب هاي زيرزميني با استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي در دشت دهلران پرداختند. نتايج نشان از برتري روش کريشنامرتي ١ بر روش کارمارجو٢ و همچنين توانايي سيستم اطلاعات جغرافيايي در تهيه نقشه پتانسيل آب زيرزميني داد.
ترک قشقايي نژاد در سال ١٣٨٩ به بررسي پتانسيل يابي آب هاي زيرزميني تاقديس کارستي بيرنگ با استفاده از GIS و RS
3 پرداخت و به اين نتيجه رسيد که اهميت نسبي لايه هاي فاصله از چشمه ها، تراکم و فاصله از شکستگي ها در مقايسه با ساير نمايه - ها و در عين حال کفايت دقت دستگاه هاي متداول GPS٤ در انجام اندازه گيري هاي مربوطه مي باشد.
Gaur و همکاران در سال ٢٠١١ به بررسي استفاده ي ترکيبي از مدل سازي آب هاي زيرزميني و تجزيه و تحليل مناطق بالقوه براي مديريت آب هاي زيرزميني پرداختند و در انتها به اين نتيجه رسيدند که مدل سازي هيدرولوژيکي و مکاني که در اين مطالعه براي بررسي آب هاي زيرزميني ارائه شده بود مفيد است و همچنين براي تصميم گيري مکان سازه هاي جمع آوري آب باران در مناطق خشک و نيمه خشک مناسب است .
Joo Oh و همکاران در سال ٢٠١١ به تعيين نقشۀ GIS از مناطق احتمالي داراي پتانسيل آب زيرزميني در مناطقي از شهر پوهانگ کره پرداختند و نتايج نشان داد که بافت خاک بيشترين اثر و ارتفاع زمين کمترين اثر را بر روي مناطق داراي پتانسيل آب زيرزميني دارد.
مواد و روش ها
استفاده از تکنيک سيستم اطلاعات جغرافيايي علاوه بر اينکه سرعت و هزينه مطالعه را کاهش ميدهد در مدلسازي هاي آب زيرزميني از طريق تخصص ارزش هاي مختلف و وارد کردن يا حذف لايه هاي اطلاعاتي موثر و کارامد نيز موثر است و ميتوان از آن به عنوان يک ابزار کارامد براي ارزيابي منابع آب زيرزميني استفاده کرد و بالطبع با بهره گيري از اين سيستم حجم عمليات زميني به حداقل ممکن کاهش خواهد يافت . ارتباط بين فاکتورهاي موثر در پتانسيل آبهاي زيرزميني در شکل ٢ نشان داده شده
است با در نظر گرفتن فاکتورهاي هفت گانه ، نقشۀ اين فاکتورها با توجه با داده هاي بيان شده در بالا تهيه شد. تمامي مراحل تهيه و استخراج نقشه هاي مربوط ، در محيط نرم افزار ArcGIS صورت پذيرفت . سپس با در نظر گرفتن اهميت هر يک از فاکتورها، به هر نقشه وزني اختصاص يافت و نقشه هاي موضوعي جديدي ترسيم شدند. درنهايت با روي هم قراردادن اين نقشه ها بر اساس وزنشان ، نقشۀ پتانسيل آب هاي زيرزميني تهيه شد لايه هاي مورد استفاده روش اين مطالعه بر تعيين پارامترهاي اصلي و مهم مؤثر در آب هاي زيرزميني استوار است . تهيۀ نقشۀ مناطق مستعد آب هاي زيرزميني ، پيش نياز برنامه ريزي و توسعۀ کشاورزي و صنعتي به شمار مي رود. به اين منظور هر يک از نقشه هاي موضوعي ، شامل سنگ شناسي ، تراکم زهکشي ،تراکم خطواره ها، توپوگرافي ، پوشش گياهي ، کاربري اراضي ، شيب و که در محيط GIS وزن دهي شده و بر اساس اين وزن ها با همديگر ادغام شدند. تهيۀ نقشۀ نهايي تا حد زيادي به ادغام فاکتورهاي چندگانه وابسته است در اين روش نقشه هاي موضوعي تهيه شده ، بر اساس اهميت هر يک از آن ها در آب هاي زيرزميني ، وزن دهي ميشوند. ارزش هاي داده شده براساس کاراهاي انجام شده در اين زمينه انتخاب گرديد(محمدي ،١٣٨٥: ٢٠٠٧ perasad et al). درنهايت اين نقشه به روش روي هم قرارگيري وزني ساير نقشه ها توليد ميشود؛ ضمن آنکه نقشۀ تهيه شده به کلاس هاي مختلف خيلي خوب ، خوب ، ضعيف و خيلي ضعيف تقسيم ميشود .معيار تقسيم بندي کلاس ها به استعداد ذخيره و انتقال آب وابسته است .
منطقه مورد مطالعه حوزه آبخيز آبگرم زهکلوت يکي از زير حوزه هاي آبريز جازموريان با مساحت ١١١١٩.٥ هکتار در استان کرمان و شهرستان رودبار و در شمال شرق شهر اسلام آباد قرارگرفته ، از نظر موقعيت جغرافيايي بين ٤٢ ، ٤٥ و ٥٨ تا ٠٧ ، ٥٤ و ٥٨ طول شرقي و ٢٦ ،
٥٥ و ٢٧ تا ٤٣ ، ٠٦ و ٢٨ عرض شمالي واقع گرديده است . حداکثر ارتفاع حوزه ٣١٢٠متر و حداقل ارتفاع در خروجي حوزه برابر ٦٤٠ متر از سطح دريا مي باشد.
شکل ١- معرفي منطقه مورد مطالعه
نتايج و بحث
لايه هاي مورد استفاده در اين تحقيق شامل :
کاربري اراضي کاربري هاي مختلف ميتواند در ميزان نفوذ آب دخيل باشد .براي مثال ، در کاربري هاي شهري و مسکوني تقريبا هيچ نوع نفوذي وجود ندارد؛ در حاليکه مراتع ، بسيار خوب ميتوانند موجب نفوذ مقادير زياد آب در زمين شوند. نقشۀ کاربري اراضي محدوده با استناد به نقشه هاي کاربري موجود و همچنين تصوير ماهوارهاي ،ETM، توليد شد.
شکل ٢- نقشه کاربري اراضي منطقه مورد مطالعه .
شيب
وجود يا جابه جايي سفره هاي آب زيرزميني تا حد زيادي به شيب توپوگرافيکي و ساختماني وابسته است . بنابراين ميتوان شيب را عاملي مهم در جريان رواناب يا نفوذ آن برشمرد. به همين دليل لايۀ شيب در تهيۀ نقشۀ نهايي مورد استفاده قرار گرفت . بايد توجه داشت که سرعت رواناب در مناطق کم شيب ، ناچيز است . سرعت کم رواناب موجب نفوذ بيشتر آب در زمين ميشود.
