بخشی از مقاله
خلاصه
بهرهبرداری بیرویه از سفرههای آب زیرزمینی، در سالهای اخیر باعث افت شدید سطح آبهای زیرزمینی کشور شده است. یکی از روشهای مدیریت منابع آب که در سالهای اخیر کاربرد وسیعی یافته است، استفاده از روش تغذیهی مصنوعی میباشد. در این مطالعه از فناوری GIS برای شناسایی مناطق مناسب تغذیهی مصنوعی دشت اردبیل استفاده شده است.
برای این منظور، پارامترهای زمینشناسی، شیب، ضخامت لایهی غیراشباع، بافت خاک، آبدهی ویژه، تراکم زهکشی و کاربری اراضی انتخاب گردید. سپس لایههای اطلاعاتی مربوط به این پارامترها، به روش فرآیند تحلیل شبکهای - ANP - وزندهی شدند و با تلفیق و همپوشانی لایهها، نقشهی پهنههای مناسب برای تغذیه مصنوعی حاصل گردید. نتایج نشان داد نواحی نیمهی جنوبی و بخشی از مناطق شرقی و شمال غربی که دارای شیب ملایم و دشت آبرفتی با عمق زیاد هستند، مناسبترین مکانها برای تغذیهی مصنوعی دشت می-باشند.
.1 مقدمه
آب عاملی مهم در کشاورزی است و نقش سرنوشتسازی در رشد اقتصاد و توسعه ایفاء میکند. کمبود آب همانند یک بحران رو به گسترش در بیشتر کشورهای در حال توسعه باعث شده مصرف درست منابع آب اهمیت بیشتری پیدا کند و سیاستهای مناسب آبیاری برای حفظ و نگهداری آن اتخاذ شود. با توجه به اینکه حدود 70 درصد آب مصرفی در جهان صرف فعالیتهای کشاورزی میشود، مسئولان بخش اقتصادی باید سازوکارهای لازم را برای مصرف متعادل و بهینهی آب سرلوحهی تصمیمهای خود قرار دهند
در مناطقی که نرخ برداشت آبهای زیرزمینی زیاد است، حجم قابل توجهی از مخازن آبهای زیرزمینی کاهش مییابد، به موجب این امر، سطح آبهای موجود در چاهها، رودخانهها و دریاچهها، کم شده و علاوه بر کاهش کیفیت آب، موجب افزایش نشست زمین و هزینههای پمپاژ میشود
بخش بزرگی ازآبهای زیرزمینی ایران از منابع آبرفتی استخراج میگردد و جایگزین کردن بخشی از آنها با کاربرد روشهای تغذیه مصنوعی امکان پذیر است .[4] تغذیه مصنوعی را میتوان روشی بر مبنای وارد کردن آب به داخل یک سازند نفوذپذیر به منظور استفاده مجدد از آن، با رژیم و یا کیفیتی متفاوت تعریف نمود
تغذیهی مصنوعی آب زیرزمینی با نفوذ آب در خاک و حرکت به سمت پایین از طریق ناحیهی غیراشباع به سمت آب زیرزمینی انجام میشود .[6] جهت اجرای طرح تغذیه مصنوعی ابتدا لازم است مطالعات گسترده و جامعی پیرامون وضعیت منطقه صورت پذیرد و سپس با در نظر گرفتن معیارهای اساسی مناطق مناسب جهت اجرای پروژه تغذیه مصنوعی شناسایی گردند
شناسایی این مناطق با استفاده از روشهای سنتی و رایج مشکل است و نتایج حاصل از آن دارای خطای زیادی میباشد .[7] از طرفی سیستم اطلاعات جفرافیایی - - GIS1 قادر به ایجاد اطلاعات در لایههای موضوعی متفاوت و تلفیق آنها با دقت کافی و در یک دوره زمانی کوتاه مدت می-باشد. استفاده از GIS و سیستمهای تصمیمگیری چندمعیاره با یک رویکرد تلفیقی، میتواند نقش مهمی را در فرآیند مکانیابی عرصههای مناسب و مدیریت آبهای زیرزمینی ایفاء نماید
در زمینهی شناسایی مکانهای مناسب برای تغذیهی مصنوعی آبهای زیرزمینی مطالعات گستردهای در ایران و جهان انجام شده است. جاریا1و همکاران [9] در کشور هند از تجزیه و تحلیل تصمیمهای چند معیاره در محیط GIS، سنجش از راه دور و لایههای اطلاعاتی چون ژئومورفولوژی، زمینشناسی، تراکم زهکشی، شیب، بارش، بافت خاک، خطوط همتراز و کاربری اراضی برای ارزیابی مناطق دارای پتانسیل آبهای زیرزمینی استفاده کردند.
فرجی سبکبار و همکاران [10] پژوهشی با هدف تعیین عرصههای مناسب برای تغذیه مصنوعی با استفاده از تلفیق روشهای فرآیند تحلیل شبکهای - 2 - و مقایسهی زوجی در محیط در دشت گربایگان فسا، واقع در شیراز انجام دادند که لایههای موثر در این تحقیق شیب، کیفیت آب، زمینشناسی، ضخامت آبرفت،کاربری اراضی، قابلیت انتقال، ژئومورفولوژی و تراکم زهکشی انتخاب شدند.
محدودیت پتانسیل آب زیرزمینی در آبخوان آبرفتی دشت اردبیل و توسعه روزافزون مصارف کشاورزی، شرب، صنعت و ...، همچنین عدم جایگزینی آن از طریق ریزشهای جوی به دلیل مواجه شدن با سالهای کمآبی وخشک موجب گردیده که آبخوان دشت اردبیل با افت سطح آب روبهرو شود.
در این راستا مکانیابی عرصههای مناسب برای تغذیهی مصنوعی آبهای ریرززمینی در این دشت ضرورت مییابد. هدف از این پژوهش مکانیابی مناطق مناسب برای تغذیهی مصنوعی آبهای زیرزمینی دشت اردبیل با استفاده از روش فرآیند تحلیل شبکهای با به کارگیری هفت پارامتر موثر، شامل: زمینشناسی، ضخامت لایهی غیراشباع، شیب، بافت خاک، آبدهی ویژه، تراکم زهکشی و کاربری اراضی می باشد.
.2 مواد و روشها
منطقهی مورد مطالعه: حوضهی آبخیز دشت اردبیل در محدودهی طول شرقی 48 08ʹ 45 تا 48 37ʹ 30 و عرض شمالی 38 02ʹ 15 تا 38 31ʹ 00 قرار گرفته است. از نظر توپوگرافی بخش پیرامونی منطقه، کوهستانی بوده و بخش مرکزی آن دشت آبرفتی است. آب و هوای این منطقه از نوع سرد با زمستانهای به نسبت طولانی و تابستانهای ملایم میباشد. مقدار ریزشهای جوی در این منطقه به طور متوسط 305 میلیمتر در سال است. در گذشته بیشترین بهرهبرداری از منابع آب در دشت اردبیل از طریق چشمهها و رودخانهها انجام میشد، ولی در حال حاضر بیشترین بهرهبرداری از طریق چاهها صورت میگیرد .[11] موقعیت دشت اردبیل در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل -1 موقعیت دشت اردبیل
روش پتانسیلیابی تغذیهی مصنوعی دشت اردبیل: برای شناسایی مناطق مناسب تغذیهی مصنوعی دشت اردبیل، با توجه به سابقهی تحقیق و روشهای استفاده شده توسط سایر محققین و مطالعات صورت گرفته از روش فرآیند تحلیل شبکهای استفاده شد.
فرآیند تحلیل شبکهای : - ANP - فرایند تحلیل شبکهای یکی از جدیدترین تکنیکهای تصمیمگیری چندمعیاره است که به وسیله ساعتی1در سال 2001 ارائه شده است. فرآیند تحلیل شبکهای حالت عمومی فرآیند سلسله مراتبی - AHP - 2 و شکل گستردهی آن است و تمامی ویژگیهای مثبت آن از جمله سادگی، انعطافپذیری، به کارگیری معیارهای کمی و کیفی بهطور همزمان و قابلیت سازگاری در قضاوتها را دارا بوده و همچنین میتواند روابط پیچیده - وابستگیهای متقابل و بازخورد - ، بین و میان عناصر را با به کارگیری ساختار شبکهای، به جای ساختار سلسله مراتبی، در نظر بگیرد.
فرآیند تحلیل شبکهای میتواند هر موضوع و مسالهای را به صورت شبکهای از معیارها، زیرمعیارها و گزینهها، که در خوشههایی تجمع یافتهاند را، در نظر بگیرد. تمامی عناصر در یک شبکه میتوانند به هر شکل، با هم ارتباط داشته باشند. به عبارت دیگر در یک شبکه، بازخورد و ارتباط متقابل، بین و میان خوشهها امکانپذیر است. بنابراین ANP متشکل از سه قسمت است: قسمت اول سلسله مراتب کنترل برای شبکه معیارها و زیرمعیارها، قسمت دوم شبکهای از روابط میان عناصر و خوشهها و قسمت سوم بازخورد بین خوشههای مختلف و عناصر داخل یک خوشه اس
.3 نتایج و بحث تهیهی نقشههای اولیه برای پتانسیلیابی تغذیهی مصنوعی آبهای زیرزمینی
زمینشناسی: لایه زمینشناسی برای بررسی امکان عبور آب از لایههای زیرسطحی به کار میرود .[13] آبرفتهای درشت دانه و آهکی به دلیل دارا بودن ضریب تراوایی خوب، آبگذری بالا و ذخیره زیاد، وضعیت مناسبی برای تشکیل آبخوانها عرضه مینمایدمعمولاً. سازندهای دانهای - شن و ریگ - و سازندهای شکافدار یا کارستی هدایت هیدولیکی و قابلیت انتقال بیشتری دارند .[14] نقشهی زمینشناسی با مقیاس 1:50000 تهیه شده است. نواحی مرکزی و جنوبی دشت اردبیل، رسوبات آبرفتی جوان، نواحی شمالی، رسوبات آبرفتی قدیمی و نواحی حاشیهای انواع سازندهای سنگی را شامل میشوند
ضخامت لایهی غیراشباع: از عوامل موثر برای اجرای تغذیه مصنوعی، عمق تا سطح ایستابی میباشد. زیرا این عمق در انتقال املاح آب نفوذی، نگهداری آب در بخش غیراشباع، تاثیر بر زمان رسیدن آب به منطقه اشباع و تاثیر بر نرخ نفوذ آب، موثر میباشد. کم بودن ضخامت بخش غیراشباع به دلیل تبخیر شدن آب تزریقی و یا مشکل ماندابی و زیاد بودن آن به علت طولانی شدن مسیر آب و نگهداشت مقدار قابل توجهی از آب تزریقی، برای تغذیه مصنوعی نامناسب است .[5] این لایه به کمک اطلاعات 26 چاه مشاهده ای در طول 10 سال تهیه و سپس ردهبندی شده است - شکل -2 ب - . نواحی جنوبشرقی دشت اردبیل دارای بیشترین ضخامت است و نواحی شمالی دارای کمترین ضخامت است.
شکل -2 پهنهبندی الف - زمینشناسی ب - ضخامت لایهی غیراشباع در منطقهی مورد مطالعه
