بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله از روش منطق بولین همراه با سیستم اطلاعات جغرافیایی برای تعیین مناطق مناسب برای احداث حوضچه های تغذیه مصنوعی در سطح دشت گرمسار استان سمنان، مورد استفاده قرار گرفته است. برای رسیدن به این هدف، 8 شاخص موثر در مکانیابی تغذیه مصنوعی شامل فاصله از رودخانه، شیب، ضخامت ناحیه غیر اشباع، نفوذپذیری سطحی، زمین شناسی، کیفیت آب زیرزمینی، کاربری اراضی، تراکم زهکش بررسی گردید و لایه های اطلاعاتی آنها تهیه شد.
سپس بر اساس روش منطق بولین بهصورت صفر و یک امتیازدهی شدند و در نهایت با استفاده از عملگر AND منطق بولین در نرم افزار ArcGIS با یکدیگر تلفیق شدند و نقشه نهایی مکانهای مناسب برای تغذیه منوعی با دو کلاس مناسب و نامناسب تهیه شد. برای کنترل نقشه نهایی، طرح تغذیه مصنوعی اجرا شده در محدوده دشت گرمسار بهعنوان نقطه کنترل، در کلاس مناسب قرار گرفت. بر اساس نتایج نهایی مناطق مناسب جهت تغذیه مصنوعی 0/78 درصد از کل دشت را شامل میشود و 99/22 درصد، نامناسب تشخیص داده شد.
مقدمه
حجم قابلتوجهی از آب مورد استفاده بشر در زیر سطح زمین نهفته است و روند افزایش جمعیت، گسترش صنایع و نیاز بشر به آب برای تأمین غذای بشر، سبب شده است که آبهای زیرزمینی پیش از پیش موردتوجه قرار گیرد. امروزه تخلیه آبهای زیرزمینی و عدم جایگزینی آب این منابع، یکی از بزرگترین مشکلات در مسائل مهندسی آب محسوب میشود. با توجه به ارزش و اهمیت آب، مطالعه و بررسی منابع آب زیرزمینی و نحوه بهرهبرداری از آن موردتوجه قرار میگیرد.
تغذیه مصنوعی یکی از روشهایی است که میتواند بخشی از آب خارجشده از زیر زمین را جایگزین کند و یکی از روشهای مناسب برای مهار و استفاده بهینه از سیلاب در مناطق خشک و نیمهخشک بشمار میرود - راوی شانکار،. - 2005 یکی از مهمترین و همینطور نخستین مرحله عملیات طراحی حوضچههای تغذیه مصنوعی، تعیین مکانهای مناسب برای احداث آنها در سطح حوضه آبریز میباشد. همانطور که ذکر شد هدف از احداث این حوضچهها نفوذ جریان سطحی به جریان آب زیرزمینی است؛ بنابراین تمامی عواملی که بر روی مقدار نفوذ اثرگذار هستند بایستی شناساییشده و با تلفیق تمامی آنها، مکانهای مناسب برای احداث حوضچهها تعیین گردد.
استفاده از این حوضچهها در مکانهایی با نفوذپذیری کم، شیب زیاد، کاربری اراضی نامناسب، فاصله زیاد از منبع آب سطحی و ... نهتنها باعث تغییر در سطح آب زیرزمینی منطقه نمیشود بلکه ازنظر اقتصادی و هزینههای تحمیلی نیز مقرونبهصرفه نخواهد بود. بر این اساس تعیین مکانهای مناسب و مستعد برای احداث حوضچههای تغذیه ضرورت مییابد. از زمانی که لزوم اداره کردن مجموعه منابع آب در چارچوب حوضه های بزرگ طبیعی آشکار شد، مفهوم تغذیه مصنوعی بوجود آمد.
با این وجود، قدمت تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی عملا به زمانهای کهن می رسد - ژان بیز و همکاران، . - 1369 تغذیه مصنوعی در ایران قدمت چندین هزار ساله دارد. به عنوان مثال در یزد مردم با ایجاد بند ها و نفوذ آب به داخل زمین می شوند که به آن »آب گور« می گفتند و به این طریق قنات ها را تغذیه می کردند. در خراسان به این اراضی بند ساز و در سیستان و بلوچستان این عمل را خوشاب میخواندند. این نوع پخش سیلاب با هدف کشاورزی و احیای پوشش گیاهی بوده است - کردوانی، . - 1370 کالیراج و همکاران - 2014 - ، با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی - AHP - به شناسایی مناطق مناسب بالقوه برای تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی در بالادست حوضه Vaigai منطقه تامیل نادو هند پرداختند.
شریف و همکاران - 2014 - ، با استفاده از سیستم پشتیبان تصمیم گیری - DSS - مبتنی بر GIS به شناسایی مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آبهای زیر زمینی در منطقه جازان پرداختند. نتایج ایشان نشان داد، بسیاری از مناطق مناسب با رتبه عالی تا خوب برای تغذیه مصنوعی در شیبهای بین 4 تا 8 درصد و با کاربری زراعی متراکم قرار داشته اند. راحمان و همکاران - 2012 - ، با استفاده از 7 لایه شیب، نرخ نفوذپذیری، ضخامت آبرفت، عمق آب زیرزمینی، زمان باقی مانده، کلرید و نیترات برای مکانیابی استفاده کردند.
آنها با استفاده از روشهای WLC و قانون تصمیم گیری OWA وزن لایههای اصلی را به دست آورده و وزنها در لایهها اعمال و محلهای مناسب تغذیه مصنوعی مشخص گردیدند. چودهوری و همکاران - 2010 - ، با استفاده از سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی و تکنیکهای MCDM مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی را در منطقه مدیناپور غربی 4 تعیین نمودند. رحیمی و همکاران - 2014 - ، دشت گره بایگان ایران را با هدف تعیین بهترین مکان مناسب برای پخش سیلاب و هدایت آن به سازندهای نفوذپذیر برای تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی انجام دادند. آنها از ترکیب روش تحلیل سلسله مراتبی و الگوریتم ژنتیک برای وزن دهی استفاده کردند.
امجد ملکی و همکاران - 1392 - ، حوضه آبخیز مرگ در استان کرمانشاه را با هدف تعیین مکان مناسب برای تغذیه مصنوعی مورد مطالعه قرار دادند. نقشه های نهایی حاصل از تلفیق لایه های اطلاعاتی در مدل Boolean با دو کلاس و در مدل های Multi-Class-Maps و AHP با پنج کلاس تهیه شدند. نتایح نشان داد که مدل AHP با بیشترین درصد همپوشانی و کمترین مساحت، بهترین مدل مکانیابی ار میان مدل های آزمایش شده برای منطقه مورد نظر است. سیف و همکاران - - 1392، حوضه آبی رفسنجان به دلیل بهره بررداری بیش از اندازه از آبهای زیرزمینی، شاهد افت بسیار بالایی بوده است را مورد مطالعه قرار دادند که بهترین گزینه را تغذیه مصنوعی تشخیص دادند.
آنها به کمک روش TOPSIS و با استفاده از 13 پارامتر موثر مطالعه خود را انجام دادند. رمضانی مهریان و همکاران - 1391 - ، مکانیابی محل های تغذیه مصنوعی با استفاده از منطق فازی و با ترکیب روش های FTOPSIS و AHP را در محیط رستر نرم افزار GIS انجام دادهاند. فرجی سبکبار و همکاران - 1390 - ، بر پایه تلفیق روشهای ANP و مقایسه زوجی در محیط GIS و با در نظر گرفتن 8 پارامتر تاثیر گذار شیب، کیفیت آب، زمین شناسی، کاربری اراضی، قابلیت انتقال، ژئومورفولوژی و تراکم زهکشی به تعیین عرصههای مناسب برای تغذیه مصنوعی در دشت گربایگان فسا پرداختند. جمالی و همکاران - 1389 - ، در تعیین و اولویتبندی پهنههای مناسب پخش سیلاب در حوزه آبخیز میانکوه یزد از فنون ارزیابی چندمعیاره مکانی - - SMCE استفاده کردند.
روش انجام تحقیق
در این تحقیق از ترکیب روشهای تصمیمگیری و سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - برای تعیین مکانهای احداث حوضچههای تغذیه مصنوعی در سطح دشت گرمسار استان سمنان استفاده شد. بدین منظور 8 معیار در نظر گرفته شد و سپس با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی - GIS - برای هرکدام از شاخصها لایه اطلاعاتی تهیه گردید و درنهایت لایههای تهیه شده با استفاده از روشهای بولین، AHP و فازی وزن دهی و در محیط GIS با یکدیگر تلفیق شدند. درنهایت نقشههای مکانهای مناسب تغذیه مصنوعی در هر الگو تهیه شدند.
بررسی پارامترهای موثر در بحث تغذیه مصنوعی
عوامل بسیاری بر روی مکانیابی حوضچه های تغذیه مصنوعی موثر می باشند، برای شناخت مکانهای مناسب برای تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی لازم است عوامل موثر را شناسایی و از آنها به صورت شاخص هایی برای تعیین محل های مستعد استفاده کرد - حکمت پور و همکاران،. - 1386 بدیهی است که استفاده از همه مشخصه های موثر در مدل های مکانیابی میسر نیست.
