بررسی و ارزیابی تغییرات مکانی متغیر‌های کیفی آب زیرزمینی جنوب دشت قروه و دهگلان با استفاده از روش‌های زمین آمار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی منابع آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل. کرمان، ایران

2 گروه مندسی آب، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 مهندسی منابع آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل. سنندج ، ایران

4 دانش آموخته مهندسی منابع آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل. مشهد، ایران

5 گروه مهندسی آب دانشکده مهندسی آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

در سال­های اخیر استفاده بیش از حد از آب­های زیرزمینی سبب افت سطح ایستابی و کاهش کیفیت آب­های زیرزمینی شده است. بنابراین بررسی کیفی منابع آب زیرزمینی جهت مدیریت بهره­برداری منابع آب و تعیین الگوهای کشت بهینه و اقتصادی ضروری است. روش­های زمین­آمار از ابزارهای مناسب و پرکاربرد برای پایش متغیرهای کیفی هستند. در این راستا تغییرات مکانی متغیرهای کیفیNa+ ،TH ،EC ،SAR ،Cl- ،SO42- ،Mg2+ ،PH ،TDS  وK+  مربوط به 70 حلقه چاه آبخوان جنوب دشت قروه و دهگلان واقع در استان کردستان مورد بررسی قرار گرفت. دوره آماری داده­های مورد استفاده در این پژوهش مربوط به سال­های 1391-1363 می­باشد. پس از تجزیه و تحلیل تغییرنما در نرم­افزار GS+، درون­یابی داده­ها با استفاده از سه روش کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده و وزن­دهی عکس فاصله با توان­های 1، 2 و 3 انجام شد. نتایج نشان داد که نیم­تغییرنمای همه جهته برای کلیه متغیرها تقریبا همسان­گرد می­باشد. همچنین نتایج نشان داد که روش­های کریجینگ معمولی و کریجینگ ساده در تخمین اکثر متغیرهای کیفی خطای کمتری داشته­اند. مقادیر آماره میانگین خطا (ME) در روش­های کریجینگ نزدیک به صفر بوده که نشان­دهنده وجود حداقل اریب در تخمین­ها است. همچنین طبقه­بندی کیفیت آب از نظر شولر و ویل کاکس انجام شد که  نتایج نشان داد، اکثر چاه­ها در محدوده­ی خوب و تعداد کمی در محدوده­ی متوسط و بد قرار گرفتند. نتایج پهنه­بندی نشان داد کیفیت آب زیرزمینی در قسمت­های غربی، جنوب و جنوب­شرقی بهتر از سایر بخش­ها بوده است. بنابراین جهت بهبود وضعیت کیفی آبخوان در مناطق با کیفیت آب نامطلوب لازم است مدیریت کاهش مصرف و تغییر الگوی کشت اعمال گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geostatistical Assessment of spatial and temporal variations of ground water quality parameters in Qorveh and Dehgolan South Plain

نویسندگان [English]

  • Maryam s 1
  • om m 2
  • Erfan Bahrami 3
  • Morteza Mohamadi sedigh Mohamadi sedigh 4
  • Meysam Salarijazi 5
1 s
3 Graduate M.Sc. of Water Resources Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol. Sanandaj. Iran.
4 Graduate M.Sc. of Water Resources Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol. Mashhad. Iran.
5 Department of Water Engineering Water & Soil Engineering Faculty Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

In recent years, overuse of ground waters has led to a significant decrease in water levels and has also reduced groundwater quality. Therefore, qualitative analysis of ground water reservoirs is deemed necessary to manage exploitation of these resources and determine the most optimal and economic cropping patterns. Geostatistical methods are the most widely used and appropriate tools for monitoring qualitative variables. In this regard, the spatial variations of qualitative variables such as Na+, TH, EC, SAR, Cl-, SO42-, Mg2+, PH, TDS and K+ driven from 70 wells on aquifers of Ghorveh and Dehgolan Plain located in Kurdistan province were studied. The statistical period of the data used in this study covers the years 1984-2012. After analyzing the variogram by GS+ software, data interpolation was performed using three methods of ordinary kriging, simple kriging, and inverse distance weighing with the powers of 1, 2 and 3, respectively. The results shows that the omni-directional semivariogram for all variables is nearly identical. The results also indicate that using ordinary kriging and simple kriging methods cause fewer errors in estimating most qualitative variables. The values of mean error (ME) statistics in the kriging method are close to zero, indicating the least bias in estimations. Also, water quality was classified in terms of Schuler and Will Cox terms methods, so that the results reveal that most of the wells are within an optimal range, yet a few are in medium and bad ranges. Zoning results demonstrated that groundwater quality in the western, southern, and southeastern zones is better than those of other sectors. Thus, it is necessary for management to reduce consumption and change cropping patterns to improve water quality in areas with poor water quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Groundwater
  • Quality Zoning
  • Qorveh and Dehgolan
  • Geostatistics

اخوان، ر.، م. کرمی خرم آبادی و ج. سوسنی. 1390. کاربرد دو روش کریجینک و IDW در پهنه­بندی تراکم و تاج پوشش جنگل­های شاخه­زاد بلوط (مطالعه موردی: منطقه کاکارضای خرم آباد لرستان). مجله جنگل ایران، سال سوم، ص 316-305.

اسماعیلی ساری، ع. 1381. آلاینده­ها، بهداشت و استاندارد در محیط زیست. انتشارات نقش مهر. ص 41.

باقری سرنجیانه، ص. 1383. نقش خشکسالی و ترسالی بر آب­های زیرزمینی جنوب دهگلان. پایان نامه کارشناسی ارشد، اقلیم شناسی، دانشگاه شهید بهشتی تهران.

تجریشی، م. و ا. ابریشم چی. ۱۳۸۳. مدیریت تقاضای منابع آب در کشور، اولین همایش روش­های پیشگیری از اتلاف منابع ملی. تهران، فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران.

حسنی پاک، ع. 1377. زمین آمار. انتشارات دانشگاه تهران.

جهانشاهی، ا.، ع. روحی مقدم و ا. دهواری. 1393. ارزیابی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی با استفاده از GIS و زمین آمار. نشریه دانش آب و خاک، جلد 22، شماره 2، ص 197-183.

دلبری، م.، پ. افراسیاب و س. ر. میر عمادی. 1389. تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی-زمانی شوری و عمق آب زیرزمینی (مطالعه موردی: استان مازندران). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، جلد 4، شماره 3، ص 374-359.

رضایی، م.،  م. دواتگر، خ. تاجداری و ا. ابولپور.  1389. بررسی تغییرات مکانی برخی شاخص‌های کیفی آب­های زیرزمینی استان گیلان با استفاده از زمین ‌آمار. نشریه آب و خاک. جلد 24، شماره 5، ص 941-932.

زاهدی فر، م.، س. ع. ا. موسوی و م. رجبی. 1392. پهنه­بندی ویژگی­های شیمیایی کیفیت آب­های زیرزمینی دشت فسا با استفاده از روش­های زمین آماری. نشریه آب و خاک. جلد 27، شماره 4، ص 822-812.

شیخ گودرزی، م.، س. ح. موسوی و ن. ا. خراسانی. 1391. شبیه­سازی تغییرات مکانی در ویژگی­های کیفی آب­های زیرزمینی با روش­های زمین آمار (مطالعه موردی دشت تهران-کرج). مجله منابع طبیعی ایران، دوره 65، ص 93-83.

شعبانی، م. 1389. ارزیابی روش­های زمین‌آمار در برآورد بارندگی سالانه‌ی استان فارس. مجله مهندسی منابع آب. دوره 3، شماره6، ص 34-27.

صداقت، م. 1387. زمین و منابع آب (آب­های زیرزمینی). انتشارات دانشگاه پیام­نور. ص 171.

صفوی، م. و ح. اسلامی. 1393. بررسی آب زیرزمینی بوشهر برای استفاده از آب شرب با توجه به TDS و TH. همایش ملی تغییرات اقلیم و مهندسی توسعه پایدار کشاورزی و منایع طبیعی. 8 صفحه.

عساکره، ح. 1387. کاربرد روش کریجینک در میان­یابی بارش. جغرافیا و توسعه، شماره 12، ص 42-25.

علیزاده، ا. 1386. اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ بیست ­و دوم، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع).

محمدی قلعه­نی، م.، ک.ابراهیمی و ش. عراقی نژاد. 1389. ارزیابی کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان‌های ساوه و اراک). دانش آب و خاک، دوره 21، شماره 2، ص 108-93.

معروفی، ص.، ا. ترنجیان و ح. زارع ابیانه. 1388. ارزیابی روش­های زمین آمار جهت تخمین هدایت الکتریکی و PH زه آب­های آبراهه­ای دشت همدان-بهار. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، جلد 16، شماره 2، ص 187-169.

مقامی، ی.، ر. قضاوی، ع. ولی عباس و س. شرفی. 1390. ارزیابی روش­های مختلف درون­یابی به منظور پهنه­یندی کیفیت آب با استفاده از GIS (مطالعه موردی: شهرستان آباده). مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال 22، شماره 2، ص 182-171.

Alaa, A.M. 2014. Groundwater quality assessment of the shallow aquifers west of the Nile Delta (Egypt) using multivariate statistical and geostatistical techniques. Journal of African Earth Sciences, 95: 123-137.

Dash, J.P., A. Sarangi. and D. K. Singh. 2010. Spatial variability of groundwater depth and quality parameters in National Capital Territory of Delhi. Environmental Management, 45: 640-650.

Etaat, J. and E. Varzesh. 2012. Hirmand Hydropulitik, causes, effects and consequences. The study of human geography, 80: 193-212. [Persian].

Goovaerts, P. 1997. Geostatistics for natural resources evaluation. New York: Oxford University Press.

    

 

 Hutchinson, M. F. 1993. On thin plate splines and kriging. Computing Science and Statistics, 25: 104-113.

Isaaks, E.H. and R.M. Srivastava. 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. New York: Oxford University Press.

Jiang, Y., W. Ma, H. Luo. And W. Huang. 2013. Analysis of spatial distribution of goundwater quality in Huaihe river basin. In: Geoinformatics (GEOINFORMATICS), 21st International Conferenceon (pp. 1-7). IEEE.

Moslemzadeh, M., M. Salarizazi and S. Soleymani. 2011. Application and assessment of kriging and cokriging methods on groundwater level estimation. J Am Sci, 7(7): 34-39.

Toumi, N., B. H. Hussein and S. Rafrafi. 2015. Groundwater quality and hydrochemical properties of Al-Ula region, Saudi Arabia. Environmental monitoring and assessment, 187(3):84.