بخشی از مقاله
چکیده
نظر به اهمیت آب در توسعه اقتصادی-اجتماعی و همچنین محدودیت منابع آبی موجود به خصوص در مناطق خشک مانند استان کرمان، در سالهای اخیر توجه به سمت منابع آب زیرزمینی افزایش یافتهاست. برداشت روزافزون از آبهای زیرزمینی بخصوص از اوایل دهه 60 به بعد موجب افت سطح ایستابی در بیشتر آبخوانهای این منطقه گردیدهاست. در نتیجه مدلسازی آبهای زیرزمینی به عنوان دومین منبع تامین آب شیرین از اهمیت شایانی در مطالعات منابع آب برخوردار است.
هدف از این تحقیق تعیین مدل جهت جریان آب زیرزمینی درآبخوان دشت باغین استان کرمان با استفاده از سیستمهای اطلاعات جغرافیایی - GIS - میباشد . در این تحقیق از دادههای مربوط به 46 حلقه چاه آب مشاهداتی شامل مختصات UTM چاهها، سطح و تراز آب آنها استفاده شده است.
دادههای مذکور مربوط به سال 1388 میباشد. لایههای مختلف اطلاعاتی از هر کدام از دادهها ایجاد شد و در نهایت نقشه جهت جریان آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه بدست آمد. نتایج نشان داد که در دشت باغین، جهت جریان عموما از سمت شرق به طرف غرب میباشد و در هر منطقه با دقت بالا میتوان جهت جریان را بدست آورد. از طرف دیگر، این تحقیق قابلیت بالای GIS در تهیه نقشههای مربوط به مدیریت منابع آب را نشان میدهد.
مقدمه
نیاز روزافزون به آب بر اثر افزایش جمعیت و توسعه فعالیتهای کشاورزی و صنعتی و محدودیت منابع آب قابل دسترس، از جمله دلایلی هستند که بهرهگیری از منابع آب زیرزمینی را به عنوان یک جز اصلی تامین کننده آب ضروری مینماید. منابع آب زیرزمینی دومین منبع آب شیرین موجود در جهان است، که توسعه کشاورزی و صنعت سبب افزایش برداشت از این منابع شده و افت سطح آب زیرزمینی را به همراه داشته است
در نتیجه مدلهای شبیهساز آب زیرزمینی بر پایه فیزیک جریان، میتوانند به عنوان ابزاری کارآمد در درک پتانسیل آب زیرزمینی و پیشبینی نوع پاسخ آن به سیاستهای مختلف بهرهبرداری، مورد استفاده قرارگیرند. در مدلهای شبیه سازی با توجه به تنوع و پراکندگی کمی و کیفی دادهها، اصولا ایجاد پایگاه مناسب داده که قابلیت مدیریت و تحلیل اطلاعات موجود را فراهم آورد، از اهمیت ویژهای در فرآیند مدلسازی برخوردار است بدین لحاظ استفاده از تکنیک سیستمهای اطلاعات جغرافیایی به عنوان ابزار کمکی در تعیین جهت جریان آب زیرزمینی بسیار حائز اهمیت است.
در این راستا مطالعات زیادی در زمینه مدلسازی آبهای زیرزمینی، تعیین جهت جریان آب زیرزمینی، مدلسازی جریان به منظور تلفیق آن با منابع آب سطحی یا بررسی مناطق مساعد جهت تغذیه آبخوان و غیره صورت گرفتهاست. برای نمونه، - 2000 - Ramireddygary ، مدل شبیهسازی را در مورد بخشی از حوضه ایالت کانزاس ارائه نمود که تاثیر ساختار آبخوان و آبیاری کشاورزی را بر جریان مدلسازی شده مورد بررسی قرار میداد
Zhang and Hou - 2008 - ، مدل جریان آب زیرزمینی منطقهای جهت تعیین منابع آب زیرزمینی و الگوهای جریان آب زیرزمینی در حوزه Ordos را ارائه دادند
در تحقیقی دیگر بحرینی و صفوی - 1387 - ، مدلسازی اندرکنش منابع آب سطحی و زیرزمینی زیرحوضه آبریز نجفآباد و آبخوان مربوطه را مورد بررسی قراردادند. در این تحقیق استفاده از تصاویر ماهوارهای و سیستمهای اطلاعات جغرافیایی جهت افزایش قابلیتهای مدل در شبیهسازی دقیقتر آبخوان و ایجاد پایگاه دادههای مورد نیاز جهت تحلیلهای گستردهتر، مد نظر قرار گرفت. نتایج مدل نشان داد که شرایط آب زیرزمینی در دشت به شدت تحت تاثیر تغذیه از محل رودخانه زایندهرود و برگشتی حاصل از آبیاری میباشد - بحرینی و صفوی، Wang et al., - 2009 - . - 1387، مدل جریان آب زیرزمینی سه بعدی به منظور تحلیل سیستمهای جریان آب زیرزمینی و توازن آب منتشر شده را مورد مطالعه قرار دادند. هدف مدل در این تحقیق، یافتن گزینههای ممکن جهت توسعه منابع آب زیرزمینی بود
این تحقیقات نشان میدهد که استفاده بهینه از منابع آب زیرزمینی، مستلزم مدیریت صحیح در بهرهبرداری، و مدیریت صحیح، مستلزم احاطه علمی و اصولی بر سیستم منابع آبی هر منطقه است. بدین منظور هدف از این تحقیق این است که با استفاده از دادههای مختلف و مدیریت آنها در GIS و ایجاد یک پایگاه داده، شبیهسازی دقیقتری از آبخوان جهت افزایش قابلیتهای مدل ارائه گردد.
استفاده از سیستمهای اطلاعات جغرافیایی
با توجه به حجم قابل ملاحظه اطلاعات مورد بررسی در مسایل آب زیرزمینی، GIS میتواند به عنوان یک ابزار قدرتمند باعث افزایش سرعت و دقت گردد. سیستمهای اطلاعات جغرافیایی قادر هستند کلیه دادهها و اطلاعات مکانی و توصیفی منابع آب زیرزمینی - چاه، چشمه و قنات - را در یک محیط نرمافزاری یکپارچه نمایند و به صورت سهلالوصولی در اختیار کاربران قرار دهند - حسنپور و همکاران، . - 1392 از سامانه اطلاعات جغرافیایی میتوان در جهت مدیریت دادهها، تحلیلهای آماری، پردازش تصاویر و نقشهها، تغییر ساختار فرمت دادهها، پیشپردازش اطلاعات مورد نیاز مدل و تفسیر و نمایش نتایج شبیهسازی در تلفیق با مدلهای عددی استفاده کرد.
در این تحقیق در کلیه مراحل تهیه و پردازش دادهها برای ورود به مدل عددی آبخوان و تحلیل نتایج خروجی آن از نرمافزار Arc GIS استفاده شدهاست.
منطقه مورد مطالعه و دادهها
استان کرمان با مساحتی حدود 180726 کیلومترمربع بین 54 درجه و 21 دقیقه تا 59 درجه و 34 دقیقه طول شرقی و 26 درجه و 29 دقیقه تا 31 درجه و 58 دقیقه عرض شمالی از نصفالنهارگرینویچ قرار گرفتهاست. استان کرمان به لحاظ قرار گرفتن در منطقه پرفشار جنب حارهای و دوری از منابع تأمینکنندهی رطوبت، میزان بارش اندکی دارد. تغییرپذیری و بینظمی-های بارش زیاد است، بطوری که خشکسالیها به صورت متناوب ظاهر میشوند و بر منابع آب استان تاثیر منفی می-گذارند. همانطور که در شکل - 1 - نشان دادهشده، میزان توانایی آب استان حدود 5/8 میلیارد مترمکعب یعنی 5/6 درصد منابع آب کل کشور میباشد، که 1/8 میلیارد مترمکعب سطحی و 4 میلیارد مترمکعب زیرزمینی تخمین زده میشود. در حال حاضر 4/6 میلیارد مترمکعب از آن مورد بهرهبرداری قرارگرفته که 4 میلیارد متر مکعب آن آبهای زیرزمینی است.
شکل-1 مقایسه منابع آب استان کرمان نسبت به کل کشور به میلیارد متر مکعب
باغین شهری است در استان کرمان که در بخش مرکزی این شهرستان قرار دارد - شکل. - 2 آب و هوای باغین در تابستانها نسبتاً معتدل و در زمستان سرد است. با استناد به ایستگاه هواشناسی مستقر در باغین، این منطقه دارای میانگین بارندگی 105 میلیمتر و بیشترین بارندگی 20 میلیمتر در طی 24 ساعت میباشد. میانگین تبخیر سالانه در این منطقه 3021 میلیمتر بوده و طول دوره یخبندان 82 روز در سال است . در این تحقیق برای بررسی جهت جریان آب زیرزمینی از مجموعهای از دادهها که شامل تراز آب، سطح آب و مختصات UTM مربوط به 46 حلقه چاه مشاهدهای واقع در منطقه درسال 1388 میباشد، استفاده شده، که در جدول - 1 - قسمتی از این دادهها برای نمونه آورده شده ست.
