بخشی از مقاله
چکیده
آبزیرزمینی بهعنوان یکی از منابع اصلی تأمین آب آبیاری زمینهای کشاورزی بهشمار میآید. شناخت کیفیت این منبع و جلوگیریی از کاهش آن، یکی از دغدغههای کارشناسان آب میباشد و لازم است تا توجه ویژهای به این امر مهم معطوف گردد. استفاده از روش-های زمینآماری با توجه به دقت بالا و توانمندی هایی چون کاهش نمونهبرداریها و افزایش دقت تخمینها، میتواند به عنوان یک روش مناسب برای شناخت کیفیت آبزیرزمینی در منطقه باشد.
لذا هدف از انجام این پژوهش ارزیابی روشهای مختلف درونیابی بهمنظور بررسی و تحلیل مکانی مقادیر پارامترهای هدایتالکتریکی و کلر آبزیرزمینی دشت رزن- قهاوند و همچنین تعیین اراضی مناسب جهت کشاورزی در دشت مذکور میباشد.
بررسی نقشههای حاصل نشان میدهد که بیشترین محدودیت از نظر کیفیت آب برای اجرای سامانههای آبیاری بارانی در مناطق جنوبی دشت قرار دارد و آب حاصل از چاههای موجود در این مناطق نمیتوانند در سیستمهای آبیاری بارانی مورد استفاده قرار گیرند. علت این امر میتواند پایین بودن بیش از اندازه سطح آب زیرزمینی - بیش از 40 متر افت سطح آب - در نواحی جنوبی و مرکزی دشت باشد.
برای پارامتر کیفی کلر، روش مناسب از میان روشهای معین روش تابع شعاعی میباشد، دلیل گزینش این روش داشتن میانگین خطای مطلق - 3/6 - و ریشه دوم میانگین مربع خطا - 6/5 - که نسبت به سایر روشها کمتر و با راندمان مدل - - 0/91 و همبستگی - 0/67 - که مقادیر بیشتری نسبت به سایر روشهای معین برای این پارامتر میباشد. همچنین با توجه به مقادیر بیشترین همبستگی - 0/81 - ، حداقل میانگین خطای مطلق - - 0/47 و حداقل ریشه دوم میانگین مربع خطا - - 0/58 روش کریجینگ معمولی با مدل دایرهای و روش کریجینگ معمولی با مدل کروی از میان روشهای زمین آمار روش مناسبی میباشند.
از بین دو روش فوق روش کریجینگ معمولی با مدل کروی به دلیل داشتن اثر قطعهای - 0/09 - که کمترین مقدار در بین سایر مقادیر میباشد، مناسبترین مدل خواهد بود. برای میزان EC به دلیل داشتن ریشه دوم میانگین مربع خطا بالا، استفاده از روشهای معین توصیه نمیشود. از میان روشهای نامعین روش مناسب پهنهبندی برای مشخص کردن وضعیت پارامتر فوق در این منطقه روش کریجینگ معمولی با مدل دایرهای خواهد بود.
مقدمه
حفظ اکوسیستمها برای بقای بشر و سایر موجودات زنده در گرو آب است که این آب به لحاظ کیفی باید دارای ویژگیها و معیارهای مشخصی باشد
معمولاً برای تعیین مناسب بودن کیفیت آبزیرزمینی برای مصارف مختلف، آزمایشهای تجزیه شیمیایی روی نمونهها انجام شده و مقایسه نتایج با مقادیر استاندارد، محدوده کیفیت آب را برای مصارف مختلف تعیین می-کند
در این میان استفاده از روشهای زمینآماری با توجه به دقت بالا و توانمندیهایی چون کاهش نمونه-برداریها و افزایش دقت تخمینها، میتواند بهعنوان یک روش مناسب برای شناخت کیفیت آب آبخوان در مناطق مختلف مورد استفاده قرار گیرد. درونیابی عبارت است از فرآیند برآورد ارزشهای کمی، برای نقاط بدون داده، به کمک نقاط مجاور و معلوم که این فرآیند به دلیل محدودیت دادههای نقطهای و ضرورت تدوین نقشه از کل یک پهنه، بهمنظور تهیهی نقشههای همارزش انجام می-گیرد - عساکره، . - 1387 بنابراین، درونیابی به معنای تبدیل دادههای نقطهای به دادههای پهنهای است
فتانی و همکاران - 2008 - در مطالعه کیفیت آبهای زیرزمینی دشتهای کشاورزی درشمال شرقی مراکش از نظر اندازه نیترات آمونیوم و آلودگیهای باکترولوژیکی از روش کریجینگ معمولی1 برای مطالعه و پهنهبندی نقشه کیفی آبهای زیرزمینی استفاده نمودند و قابلیت بالای این روش را در چگونگی وضعیت نیترات در منطقه نشان دادند.
گاوس و همکاران - 2003 - به بررسی غلظت آرسنیک در آبهای زیرزمینی بنگلادش پرداختند و بهدلیل کم بودن تعدادایستگاههای اندازهگیری شده، بهمنظور مشخصسازی وضعیت آرسنیک در کل منطقه، برای تهیه نقشههای احتمال این پارامتر از روش کریجینگ گسسته2 استفاده کردند.
احمد - 2002 - روشهای کریجینگ را در تخمین وابستگی مکانی متغیرهای کیفی آب مثل TDS مقایسه نمود و قابلیت بالای این روش را تأیید نمود. ان .جی و همکاران - 2005 - اذعان داشتند که تعیین یک روش مناسب جهت میانیابی و پهنهبندی دادهها به حجم زیادی از دادههای کیفی و جغرافیایی نیاز دارد.
در پژوهشی مهرجردی و همکاران - - 1387 به ارزیابی دقت روشهای درونیابی مکانی جهت پیشبینی پراکنش مکانی برخی ویژگیهای کیفی آبزیرزمینی نظیر کل املاح محلول، یون سدیم، شوری، نسبت جذبی سدیم، کلر و سولفات در دشت رفسنجان پرداختند. نتایج نشان دهنده دقت بیشتر روشهای زمین آمار نسبت به روشهای معین میباشد. همچنین شعبانی - 1387 - در پژوهشی در دشت ارسنجان به بررسی دقت روشهای زمین آمار برای پارامترهای کیفی آب زیرزمینی این منطقه پرداخت. نتایج نشان دهنده ارجحیت روشهای زمینآمار نسبت به روشهای معین میباشد.
نتایج پژوهشهای گذشته ارجعیت روشهای زمینآمار را نسبت به روشهای آماری نشان میدهد. که دقت این روشها به دقت نمونهبرداری و تعداد نمونههای مکانی برداشت شده بستگی دارد. هدف اصلی روشهای زمینآمار در پاسخ به این سوال است که برای بررسی یک پارامتر در یک منطقه آیا نیاز به اندازهگیری پارامتر مربوطه در کلیه نقاط منطقه هست یا خیر؟
در پژوهش حاضر با استفاده از معیارهای میانگین خطای مطلق - - MAE، ریشه دوم میانگین مربع خطا - RMSE - ، ضریب همبستگی مقادیر مشاهدهای و برآورد شده - R - و راندمان مدل - - EF، بهترین روش میانیابی تعیین و سپس با استفاده از روش منتخب نقشه پهنه مکانی دو پارامتر، کلر - CL - و هدایت الکتریکی - - EC، با توجه به کلاسهبندی تعریف شده در آبیاری بارانی برای آب های زیرزمینی دشت رزن - قهاوند رسم گردید. بدین منظور میتوان مناطقی که از لحاظ پارامترهای مورد مطالعه آبزیرزمینی استاندارد لازم برای آبیاری بارانی را ندارند بدون اندازهگیری تک تک نقاط شناسایی نمود. در نهایت مناطق مستعد جهت اجرای سامانه-های آبیاری بارانی متناسب با کیفیت آب هر منطقه در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS1 - تعیین گردید.
مواد و روشها
محدوده مورد مطالعه
محدوده مطالعاتی رزن - قهاوند با وسعت حوضه آبریز 3084 کیلومترمربع در شمالشرقی استان همدان واقع شده است. سطح گسترش آبخوان این دشت 1709 کیلومترمربع میباشد مختصات آن در 20 و 49 درجه طول شرقی و 23و 35 درجه عرض شمالی واقع گردیده است. شکل 1 موقعیت دشت مذکور را نشان میدهد. متوسط بارندگی در این محدوده برابر 253/8 میلیمتر می-باشد. میزان متوسط دما در ایستگاه قهاوند در 26 سال گذشته 11/3 درجه سانتیگراد میباشد.
دراین تحقیق بهمنظور انتخاب مناسبترین روش میانیابی پارامترهای کلر و هدایت الکتریکی چاههای دشت رزن- قهاوند، از آمار و اطلاعات 49 حلقه چاه که در سال آبی 87-88 توسط شرکت آب منطقهای استان همدان نمونهبرداری شدهاند، استفاده شده است. شکل 2 موقعیت چاههای نمونهبرداری و شکل 3سطح آب زیرزمینی را نشان میدهد.
