بخشی از مقاله
چکیده
نسبت جذبی سدیم - SAR - نقش مهمی در کیفیت آب زیر زمینی و پایداری اراضی کشاورزی تحت آبیاری این آب ها دارد. در این مطالعه تغییرات نسبت جذبی سدیم در سال 1386 و 1392 در جنوب استان فارسی بررسی شد. عوامل موثر در تعیین نسبت جذبی سدیم شامل کلسیم، سدیم و منیزیم می باشد. بنابراین در محیط GIS نقشه پهنه بندی هر یک از این عناصر با استفاده از روش میانگین عکس فاصله - IDW - برای دو سال مذکور تهیه شد. در نهایت با در نظر گرفتن نقشه های پهنه بندی هر یک از این عناصر نقشه نهایی نسبت جذبی سدیم برای دو سال مذکور تهیه شد. نتایج نشان داد که تغییرات نسبت جذبی سدیم افزایشی می باشد که نشان دهنده کاهش کیفیت آب می باشد. همچنین میزان همبستگی بین نسبت جذبی سدیم با EC، TDS و TH آب زیر زمینی تعیین شد. نتایج نشان داد که SAR ارتباط مستقیم و قوی با TDS و سدیم آب دارد.
.1 مقدمه
طی سالیان زیادی محققین مختلف، بررسی های گسترده ای در زمینه کیفیت منابع آب انجام داده¬اند. آبسالان و ماگدالینا - 2006 - در لهستان کیفیت آب زیر زمینی را در تابستان و زمستان مورد بررسی قرار دادند. به کمک تحلیل های آماری مشخص شد که غلظت آلاینده ها در آب های سطحی و زیر زمینی دارای ارتباط معنادارای با یکدیگر می باشد. لالاهم و همکاران - 2005 - ارزیابی تغییرات آب های زیر زمینی را با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار دادند. کریشناو و همکاران - 2008 - همچنین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، تغییرات کیفیت آب زیرزمینی شهر ساحلی کاکینادا در هند را بررسی نمودند.
نتایج نشان داد که شبیه سازی آب های زیر زمینی با استفاده از مدل BP و الگوریتم LM بهترین دقت در شبیه سازی تغییرات کیفیت آب زیر زمینی دارد. غلامی و همکاران - 1392 - با استفاده از شبکه های عصبی و رگرسیون خطی چند متغیره شوری آب های زیر زمینی سواحل دریای مازندران را بررسی کردند. نتایج نشان داد که نوع آبخوان بسیار موثر در شوری آب های زیر زمینی می باشد. نوشادی و همکاران - 1386 - کیفیت آب زیر زمینی زاینده رود را مورد بررسی قرا دادند. در این مطالعه هدایت الکتریکی، اسیدیته، بی کربنات و ... مورد بررسی قرار گرفت.
همچنین پیری و بامری در سال 1393 برآورد نسبت جذبی سدیم - SAR - در آب های زیر زمینی با استفاده از وایازی خطی چند متغیره شبکه عصبی مصنوعی در دشت بجستان را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که pH تاثیر بسیار مهمی در دقت برآورد نسبت جذبی سدیم دارد . در این مطالعه از روش - IDW میانگین عکس فاصله - که یکی از روش های زمین آماری است، برای تهیه نقشه پهنه بندی کیفیت آب زیر زمینی استفاده شد. در مطالعات مختلف از زمین آمار برای تعیین نقشه پهنه بندی کیفیت آب استفاده می شود. به طوریکه گالیشان و همکاران - 1992 - ، روش کریجینگ را برای برآورد هدایت هیدرولیکی در زهکشی زیرزمینی 35000 هکتار از اراضی دلتای نیل استفاده کردند . بررسی آنها نشانگر ساختار مکانی خوب هدایت هیدرولیکی در خاکهای آبرفتی آن منطقه است.
سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - جمعآوری، ذخیره، آنالیز و تصویرسازی دادهها است و میتواند برای تحقیقات علمی، مدیریت منابع، ارزیابی اثرات زیستمحیطی، مدیریت شهری، کارتوگرافی و برنامهریزی راهها مورد استفاده قرار گیرد. به منظور تهیه پراکندگی پتانسیل معدنی زو و همکاران - 2007 - از سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده کردند. مدلهای متکی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی همچنین برای جنبههای دیگر مطالعات خاک نظیر مطالعات زیست محیطی، هیدرولوژی و کاربری اراضی توسط محقیق متعددی مورد استفاده قرار گرفته است - Wang and Qin, 2006 - . همچنین در ارزیابی خطرات زیستمحیطی استفاده فراوان شده است - Kolat et al., 2006 - .در سالهای اخیر سیستم اطلاعات جغرافیایی در بررسی محدوده وسیعی از مشکلات نوظهور نظیر مدیریت بحرانها مورد استفاده قرار گرفته است.
هدف از این مطالعه بررسی روند تغییرات نسبت جذبی سدیم - SAR - در سال 1386 تا 1392 و ارتباط آن با TH, TDS, EC آب زیر زمینی در جنوب استان فارس با استفاده از روش میانگین عکس فاصله - GIS - IDW و آزمون همبستگی می باشد.
.2 منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در جنوب استان فارس، شمال شهرستان داراب واقع شده است. منطقه مورد مطالعه بین to 28 06 57 28 عرض شمالی و to 55 55 53 27 طول شرقی با مساحت 2048/9 کیلومتر مربع واقع شده است.
شکل .1 منطقه مورد مطالعه
.3 مواد و روش ها
در این مطالعه از اطلاعات مربوط به 164 چاه در سال 1386 و 358 چاه در سال 1392به منظور برآورد نسبت جذبی سدیم و ارتباط آن با دیگر نمک های موجود در آب زیر زمینی استفاده شد. SAR.4 - نسبت جذبی سدیم - منطور از SAR نسبت جذبی سدیم می باشد که طبق فرمول زیر محاسبه می شود: در این فرمول Mg، Ca و Na بر حسب میلی اکی وان بر لیتر - meq/lit - می باشند. با توجه به رابطه - 1 - ، سدیم ارتباط مستقیمی با SAR دارد. بنابراین با دادن آب های با SAR بالا - ناشی از زیاد بودن سدیم - موجب پراکندگی بیشتر لایه های خاک و ایجاد سطح غیر قابل نفوذ در خاک های منطقه می شود.
.5 پهنه بندی منطقه بر اساس SAR
در این تحقیق از روش درونیابی وزن دهی معکوس فاصله ای - IDW - که یکی از اساسی ترین ابزار در زمین آمار است به منظور پهنه بندی استفاده شد. در این روش از درون یابی، وزن بیشتر به نزدیکترین نمونه ها اختصاص می یابد و نمونه هایی که نزدیک¬تر هستند وزن بیشتری دریافت می کنند، در حالیکه نمونه های دورتر با توجه به تاثیر کمتر، وزن کمتری دریافت می کنند. به طورکلی از طریق فرمول زیر می توان مقادیر متغیر مورد نظر را با روش IDW محاسبه نمود - محمدی، : - 1385 که در آن Z مقدار برآورد متغیر در نقطه نمونه برداری نشده، diفاصله نقطه نمونه برداری شده تا نقطه تخمین، Nتعداد کل نمونه ها و m پارامتر توان فاصله است که تغییرات آن سبب قابلیت انعطاف روش IDW می شود. همچنین در این مطالعه میزان همبستگی میان SAR با EC، TDS و TH آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت.
.6 نتایج
با استفاده از روش میانگین عکس فاصله نقشه پهنه بندی هر یک از پارامترهای موثر در تعیین نسبت جذبی سدیم برای دو سال 1386 و 1392 تهیه شد که در شکل 2 نشان داده شده است. با توجه به شکل، مشخص می شود که میزان عناصر سدیم، منیزیم و کلسیم در هر دو سال در قسمت های جنوب و جنوب غرب بیشتر از دیگر نواحی می باشد. با در نظر گرفتن معادله 1، میزان SAR در سال 1386 بین 0 تا 8/19 می باشد. در حالیکه این مقدار برای سال 1392 افزایش یافته - بین 0 تا - 8/39 است - شکل . - 3
