بخشی از مقاله
خلاصه
کیفیت منابع آب زیرزمینی اراضی ساحلی یکی از مباحث بسیار مهم در طرحهای توسعه منابع آب کشور میباشد. در این راستا تهیه نقشههای بههنگام تغییرات پارامترهای کیفی آب میتواند گامی مهم در بهرهبرداری و مدیریت صحیح از منابع آب باشد. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی شهرستان بابلسر از استان مازندران با استفاده از روشهای درونیابی انجام گردید.
در این پژوهش دو روش میانیابی وزندهی عکس فاصله و کریجینگ برای تعیین تغییرات مکانی ده پارامتر، هدایت الکتریکی، سدیم ، سولفات، کلر، بیکربنات، اسیدیته، کل مواد جامد محلول، سختی کل، نسبت جذبی سدیم و نیترات، در محیط نرم افزار Arcgis10.2 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تحقیق حاکی از آنست که روش زمین آمار کریجینگ نسبت به روش وزن دهی عکس فاصله از برتری نسبی برای درونیابی پارامترهای کیفیت آب برخوردار می باشد. تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی بر اساس نشان میدهد به دلیل اثر سازندهای زمینشناسی و نزدیکی دریا و عوامل ناشی از آن کیفیت آب زیرزمینی در محدوده شهرستان از جنوب غربی به شمال شرقی در حال افت و افزایش غلظت میباشد.
مقدمه
در مطالعات آبهای زیرزمینی اراضی ساحلی بررسی کیفیت آب زیرزمینی به اندازه کمیت آن برای قابل استفاده بودن آن در مصارف، مختلف مهم و ضروری است. افزایش بیش از حد مجاز غلظت یونها، کشاورزی و سایر استفادهها از آب را با محدودیت جدی روبرو میسازد و خطری بزرگ در راه توسعه کشاورزی کشور میباشد. بنابراین آگاهی از ویژگی های کیفی آب زیرزمینی برای مدیریت و بهره برداری منابع آب زیرزمینی اراضی ساحلی ضرورت دارد
زهتابیان و همکاران - 1389 - در مطالعهای به این نتیجه رسیدند که روش های زمینآماری نسبت به روشهای معین دقت بالاتری دارند، به گونهای که از بین روشهای زمینآماری، روش کوکریجینگ و از میان روشهای معین، روش تابع شعاعی از دقت بالاتری برای بیشتر عاملها برخوردار بود.
شعبانی - 1390 - تحلیل مکانی میزان شوری و نیترات آب های زیرزمینی دشت نی ریز واقع در جنوب شرق استان فارس را با استفاده از روش های زمین آمار انجام داد. پژوهش آنها حاکی از اینست که روش کریجینگ ساده نسبت به روش تابع شعاعی برتری داشته و به عنوان روش مناسب جهت تهیه نقشه نهایی تغییرات شوری و نیترات در دشت نی ریز انتخاب گردد.
زاهدی فر و همکاران - - 1392 با به کارگیری روش های زمین آماری، تغییرات مکانی برخی ویژگی های کیفی آبهای زیرزمینی دشت فسا در استان فارس را بررسی نمودند. ساختار مکانی ویژگی های مورد مطالعه از مدل های کروی و نمایی و کلاس وابستگی مکانی در محدوده متوسط تا قوی قرار گرفت. روش کریجینگ معمولی نقطه ای روش تخمین مناسب شناخته و نقشه های پهنه بندی نیز با استفاده از آن تهیه شد. نتایج جهانشاهی و همکاران - 1393 - نشان داد روشهای زمین آماری برتری قابل ملاحظهای نسبت به روشهای معین داشته که روش کریجینگ بهترین روش است.
دش و همکاران - - 2010 روش کریجینگ معمولی را برای پهنهبندی و کریجینگ شاخص برای تعیین اینکه پارامتر کیفی آب بالاتر یا برابر یک مقدار آستانه هست، بکار بردند. مطالعه اسلامی و همکاران - - 2013 در دشت میاناب شوشتر نشان داد که روش کوکریجینگ نسبت به روشهای دیگر از دقت بیشتری برخوردار بوده و مناطق غرب و جنوب منطقه از کیفیت نامناسبتری برخوردار میباشد.
یان و همکاران - - 2015 مناطق آلوده و پرخطر در حوضه رودخانه گونگ در چین را با استفاده از GIS و بر اساس شاخص آلودگی آب مشخص نمودند. تلی و همکاران - - 2014، تغییرات مکانی آب زریزمینی منطقه آناتانگ درکشمیر را با استفاده از روش IDW محاسبه نمودند. مطالعات نشان داد که اگرچه این روش میانیابی برخلاف روشهای زمین آمار وابستگی مکانی نقاط را در نظر نمیگیرد ولی بدلیل سهولت کار با این روش و امکان استفاده از دادهای مشکلدار1، روش مناسبی میباشد.
شهرستان بابلسر یکی از شهرهای ساحلی و از مناطق مهم کشاورزی استان مازندران است که در نزدیکی دریا قرار دارد و احتمال پیشروی آب شور در این اراضی ساحلی وجود دارد وعمدتاً از آب های زیرزمینی برای مصارف شرب و کشاورزی استفاده میشود. از طرفی با توجه به لزوم و اهمیت پهنهبندی ویژگیهای کیفی آب زیرزمینی و با توجه به اینکه روشهای متفاوتی به عنوان روش مناسب جهت بررسی تغییرات مکانی و پهنهبندی ویژگیهای کیفی آب در مناطق مختلف معرفی شدهاند، هدف از انجام این پژوهش بررسی تغییرات مکانی برخی ویژگیهای مهم کیفیت شیمیایی آبهای زیرزمینی اراضی ساحلی شهرستان بابلسر در استان مازندران میباشد.
مواد و روشها
شهرستان بابلسر با وسعت 318/57 کیلومترمربع یکی از شهرستانهای استان مازندران میباشد. تمام وسعت این منطقه به-صورت اراضی جلگه ای و دشتی است و در حاشیه دریای خزر قرار دارد. متوسط بارندگی در این شهرستان 920 میلیمتر بوده و متوسط دمای آن نیز 17 درجه سانتی گراد میباشد بر اساس اقلیم نمای دومارتن شهرستان بابلسر دارای اقلیم خیلی مرطوب میباشد
به منظور تجزیه و تحلیل مکانی تغییرات کیفیت آب در این تحقیق از اطلاعات مربوط به 19 نقطه نمونه برداری واقع در شهرستان بابلسر و اطراف آن استفاده شد - شکل . - 1 به منظور درک بهتر تغییرات کیفی آب زیرزمینی بویژه در نقاط مرزی شهرستان و تهیه نقشه بادقت بالاتر از اطلاعات چاهکهای مشاهداتی اطراف و نزدیک شهرستان بابلسر نیز استفاده شد. پارامترهای مورد استفاده در این پژوهش شامل: -1 هدایت الکتریکی آب -2 - EC - مجموع املاح محلول -3 - TDS - اسیدیته -4 - PH - نسبت جذبی سدیم -5 - SAR - سختی کل -6 - TH - بیکربنات -7 - HCO3 - کلراید -8 - CL - سولفات - -9 - SO4 سدیم -10 - Na - نیترات - - No3 میباشند. اطلاعات مورد نظر از شرکت آب منطقه ای استان مازندارن دریافت شد.
شکل -1 موقعیت نقاط نمونه برداری پارامترهای کیفیت آب
در روش وزن دهی عکس فاصله بر این فرض استوار است که تاثیر پدیده مورد نظر با افزایش مسافت کاهش مییابد، لذا برای تخمین نقاط مجهول، نمونه های اطراف باید مشارکت بیشتری نسبت به آنهایی که در فاصله دورتر قرار دارند، داشته باشند. به بیان دیگر از معکوس فاصله به عنوان وزن نقاط اندازه گیری شده در پیش بینی نقاط مجهول استفاده میشود به همین دلیل است که این مدل وزن دهی عکس فاصله1 نام گرفته است - هنگل، . - 2009 معادله ی زیر چگونگی محاسبهی اوزان در این روش را نشان می دهد:
که در آن: i وزن نقطه نمونه iام، Di فاصله بین نقطه نمونه iام و نقطه مجهول، توان وزن دهی میباشد.
روش کریجینگ یک روش تخمین زمین آماری است که بر منطق میانگین متحرک وزن دار استوار می این روش، بهترین تخمین گر خطی نااریب است
