تحلیل مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت زاوه برای استفاده درشرب با تلفیق سامانه اطلاعات جغرافیایی و فرآیند سلسله مراتبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، آبیاری - زهکشی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استادیار، آبیاری - زهکشی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند

چکیده

نیاز روز­افزون بشر به غذا و آب منجر به افزایش روند پمپاژ آب­های زیرزمینی و در نتیجه افت سطح ایستابی و تهی شدن سفره­ها گردیده است که پیامدهای آن از جمله افزایش هزینه­های استحصال آب، نشست زمین و کاهش کیفیت آب، امروزه به یک مشکل جهانی تبدیل شده است. در راستای مقابله با مسئله بحران کیفی آب، در این تحقیق به تعیین مناطق مناسب استحصال آب شرب در آبخوان دشت زاوه واقع در استان خراسان رضوی اقدام نمودیم. بدین منظور پارامترهای Cl, Ca, Mg, TDS, TH, So4, pH در محیط GIS بر اساس طبقه­بندی شولر کلاس­بندی گردیدند. سپس با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی AHP و تلفیق آن با منطق ارزش­دهی تدریجی فازی FAHP به تعیین مناسب­ترین مکان­های استحصال آب شرب در دشت پرداخته شد. نتایج حاصل از هر دو فرآیند به یک­دیگر نزدیک و مشابه بودند. مدل تهیه شده با چاهه‌ای آب شرب موجود در سطح آبخوان مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که بر طبق این دو روش حدود 25% مناطق شمالی و مرکزی آبخوان دشت دارای بالاترین کیفیت آب زیرزمینی بوده است. با حرکت به سمت مناطق غربی آبخوان، از کیفیت آب زیرزمینی کاسته شد به طوری که حدود 15% نقاط غربی تحت پوشش وضعیت کیفی ضعیف قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial analysis of groundwater quality for drinking use on Zaveh plain with Geographic Information System and Analytical Hierarchy Process combination

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Rashid Sorkh Abadi 1
  • Ali Shahidi 2
  • Abbas Khashei 3
1 Master student of Irrigation & Drainage, Faculty of Agriculture, Birjand university
2 Assistant Professor, Dept. of water eng., Faculty of Agriculture, Birjand university
3 Assistant Professor of Water Engineering Group, Agricultural Faculty of Birjand University
چکیده [English]

Increasing in human requirements has led to increase groundwater pumping and consequently decrease groundwater-table and discharge aquifers, that nowadays its results including an increase in water exploration costs, subsiding the soil and decreased water quality have became an worldwide problem. in the direction of confronting with water quality crisis, in this study appropriate regions for drinking water pumping in the aquifer of Zaveh plain, located in Khorasan Razavi Province, were determined. To reach this purpose, according to Schuler classification, parameters including pH, So4, TH, TDS, Mg, Ca and Cl were classified using GIS. Then the best places for drinking water extraction in the plain were determined using Analytical Hierarchy Process (AHP) in combination with Fussy Analytical Hierarchy Process (FAHP). The results of both process were similar and close. Supplied model was compared with drinking water wells in the aquifer. The results showed that about 25% of northern and central area in the aquifer has the highest groundwater quality. Moving towards western areas in the aquifer, the quality of groundwater decreased so that about 15% of western areas are included in low quality conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Location of drinking water
  • Quality elements
  • GIS
  • FAHP
  1. 1.  ببران، ص. و ن. هنربخش. 1387. بحران وضعیت آب در ایران و جهان. فصلنامه راهبرد، سال شانزدهم، شماره 48، ص 212-193.
  2. 2.  بنای رضوی، م. 1386. مکان­یابی پارک­های شهری با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS و تحلیل سلسله مراتبی AHP (نمونه موردی شهر بیرجند). پایان­نامه کارشناسی ارشدشهرسازی برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای، دانشگاه تهران، دانشکده هنر و معماری گروه شهرسازی.
  3. 3.  توفیق، ف. 1372. ارزشیابی چند معیاری در طرح ریزی کالبدی. مجله آبادی، شماره11، ص 43-40.

4. خاشعی سیوکی، ع.، ب. قهرمان و م. کوچک‌زاده. 1390. ارزیابی پتانسیل استحصال آب از آبخوان با روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: دشت نیشابور). مجله پژوهش آب ایران. سال پنجم، شماره 9، ص 180-171.

  1. 5.  خدائی، ک.، ع.ا. شهسواری و ب. اعتباری. ۱۳۸۵. ارزیابی آسیب­پذیری آبخوان دشت جوین به روش DRASTIC و .GODS مجله زمین­شناسی ایران، سال دوم، شماره چهارم، ص ۸۷-۷۳ .

6. رضازاده ورقچی، ف.، ع. خاشعی سیوکی و ح. شجاعی سیوکی. 1389. بررسی آلودگی آبهای زیرزمینی دشت مشهد به منظور ارزیابی شاخص­های آب شرب با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی. نخستین کنفرانس ملی پژوهشهای کاربردی منابع آب ایران.

  1. 7.  زبردست، ا. 1382. کاربرد فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در برنامه­ریزی شهری و منطقه­ای. مجله هنرهای زیبا، شماره 12، ص 16-8.

8. زبردست، ا. 1380. کاربرد فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در برنامه­ریزی شهری و منطقه­ای. مجله هنرهای زیبا، شماره 10، ص 21-13.

  1. 9.  سلطانی، م.ج.، م. گودرزی و س. شش­انگشت. 1384. ارزیابی کارایی مدل­های زمین­آماری در GIS برای تهیه نقشه فرسایندگی باران حوضه آبخیز لتیان. اولین همایش سیستم اطلاعات مکانی تهران.
  2. 10.  شاد، ر.، ح. عبادی، م. سعدی مسگری و ع. ر. وفائی نژاد. 1٣٨٨. طراحی و اجرای GIS کاربردی جهت مکان­یابی شهرک­های صنعتی با استفاده از مدل­های فازی، وزن­های نشانگر و ژنتیک. نشریه دانشکده فنی، دوره٤٣، شماره4، ص 429-417.
  3. 11.  شمعانیان، غ.ح.، م. رقیمی، ا. یخکشی و م.ح. احمدی. 1384. هیدروژئوشیمی منابع آبریز گرگانرود- قره­سو، استان گلستان. نهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران، تهران.

12. صداقت، م. 1390. زمین و منابع آب (آب­های زیرزمینی). چاپ دوم، انتشارات دانشگاه پیام­نور.

  1. 13.  عبدالقادری بوکانی، ن.، ع. حجت و ع.ا. آل شیخ. 1387. مدل­سازی آلودگی آب­های زیرزمینی از طریق آنالیزهای زمین آماری (مطالعه موردی شهرستان شیراز). یازدهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، سازمان نقشه برداری کشور، تهران.
  2. 14.  علیزاده، ا. 1388. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ بیست و هفتم، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع) مشهد.

15. قادری، ز. و ا. هزارخانی. 1391. طبقه بندی هیدروشیمی آب زیرزمینی دشت چاردولی قروه. مجله پژوهش آب در کشاورزی، جلد 26، شماره 4، ص 423-415.

16. کشاورز، ا.، ع. خاشعی سیوکی و م.ح. نجفی. 1392. مکان­یابی مناسب استحصال آب شرب با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: آبخوان بیرجند). مجله آب و فاضلاب، شماره 3، ص 142-135.

17. کشاورز، ا. 1390. تعیین مکان­های مستعد جمع آوری آب باران (RWH) با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: دشت بیرجند). پایان­نامه کارشناسی ارشد رشته منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، 119 صفحه.

18. نصیری، ا. 1388. کاربرد تلفیق روش­های تصمیم­گیری چند معیاره مکانی (SMCDM) با GIS درکاربری اراضی شهری. همایش ژئوماتیک 88، سازمان نقشه برداری کشور، تهران.

19. ولایتی، س. 1388. هیدرولوژی سازندهای نرم و سخت مبانی نظری و عملی. انتشارات جهاد دانشگاهی.

  1. 20.  Millero, F.J.,  R. Feistel, D.J. Wright and T.J. McDougall. 2008. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale.Deep Sea Research, 55(1): 50-72.
  2. 21.  Asgharpour, M.J. 2006. Multi criteria decision making. Tehran, Tehran university press.
  3. 22.  Ayag, Z. and ozdemir R.G. 2006. A fuzzy ahp approach to evaluating machine tool alternatives. Journal of intelligent manufacturing, 17: 179-190.
  4. 23.  Bong, S.K., D. Sun and H. Hyun. 2005.Development of the Feasibility Model for Adding New Railroad Station Using AHP Technique. Journal of the Eastern Asia society for Transportation Studies, 6: 13-17.
  5. 24.  Brail, R. and R. Klosterman. 2001. Planning support systems: integrating Geographic Information systems, models, and visualization tools. USA: ESRI- Press.
  6. 25.  Field, F.W. and P.J. Haines. 2000. Environmental Analytical Chemistry. Blackwell Science Ltd, USA.
  7. 26.  Fisher, P.F. 1989.  Knowledge-based approaches to determining and correcting areas of unreliability in geographic databases.  In M.Goodchild and S.Gopal (eds)  Accuracy of Spatial Databases (Taylor & Francis, London), 45-54.
27. Jabr, W.Mand F.A. El-Awar. 2004. GIS and analytic hierarchy process for sitting water harvesting reservoirs. The department of land and water resources at the faculty of agriculture and food sciences of the American University of Beirut-Lebanon.

  1. 28.  Jothiprakash, V.S and V. Mandar. 2009.Evaluation of Rainwater Harvesting Methods and Structures Using Analytical Hierarchy Process for a Large Scale Industrial Area.Water Resourceand Protection, 1:427-438.
  2. 29.  Lu Li, Zhi-Hua Shi, Wei Yin, Dun Zhu, Sai Leung Ng, Chong-Fa Cai, A-Lin Lei .2009. A fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) approach to eco-environmental vulnerability assessment for the danjiangkou reservoir area, China,Ecolojical Modelling220,PP:3439-3447.
  3. 30.  Mehrdadi, N., G.R.N. Bidhendi, T. Nasrabadi, H. Hoveidi, M. Amjadi and M.A. Shojaee. 2009. Monitoring the arsenic concentration in groundwater resources, case study: Ghezelozan Water Basin, Kurdistan, Iran. Asian Journal of Chemistry 21(1): 446-450.
  4. 31.  Miroslave, R and V.N. Bashkin. 1999. Practical Environmental Analysis169, 248.
  5. 32.  Nilsson, E. and A. Svensson. 2005. Agro-Ecological Assessment of phonxay District, Louang Phrabang Province, Lao PDR. Physical Geography and Ecosystems Analysis, Lund University.
  6. 33.  Pond, K. 2005. Water Recreation and Disease: plausibility of Associated Infections Acute Effects. Sequelae and Mortality, World Health Organization (WHO), London, UK.
  7. 34.   Radojevicand, M. and V.N. Bashkin. 1999. Practical Environmental Analysis,  Royal Society of Chemistry, 169-248.
  8. 35.  Richards, J.P., A.J. Boyce and M.S. Pringle. 2001. Geologic evolution of the Escondida area, northern Chile: a model and temporal localization of porphyry Cu mineralization. Economic Geology, 98: 1515-1533.
  9. 36.  Sovary, F. 2008. GIS and Multicriteria Decision analysis, New York, 63-69.
  10. 37.  Van Laarhoven, P.J.M. and W.  Pedrcyz. 1983. A fuzzy extension of Saaty’s priority theory. Fuzzy Sets and Systems, 11: 22-241.
  11. 38.  Wang, F. and G.B. Hall. 1996. Fuzzy representation of geographical boundaries in GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(5): 573-590.
  12. 39.  Xue, Y.J., Y.M. Hu, S.G. Liu, J.F. Yang, G.C. Chen and S.T. Bao. 2007. Improving land resource evaluation using fuzzy neural network ensembles. Remote sensing of Environment, 11:369-384.
  13. 40.  Zadeh, L.A. 1965. Fuzzy sets. Information and Control, 8: 338-353.
  14. 41.  Zare Naghadehi, M., R. Mikaeil and M. Ataei. 2009. The application of fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) approach to selection of optimum underground mining method for Jajarm Bauxite Mine, Iran. Expert Systems with Applications, 36(4):8218-8226.
  15. 42.  Zimmermann, H.J. 2001. Fuzzy set Theory and Its Applications. 4th Ed. Kluwer Academic Publishers, Dodrecht, London.