ارزیابی آسیب‌پذیری به آلودگی نیترات به آبخوان دشت الشتر با استفاده از مدل‌های دراستیک و سینتکس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه اراک

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه اراک، اراک،

چکیده

حفاظت و جلوگیری از آلودگی منابع آبهای زیرزمینی یک امری ضروری است و در این پژوهش، جهت شناسایی نواحی آسیب پذیر آبخوان دشت الشتر در برابر آلودگی از دو روش دراستیک و سینتکس استفاده شد. در این پژوهش ابتدا نقشه حساسیت دشت برای هر یک از این مدل ها، در محیط GIS تهیه شد. ضریب همبستگی به روش پیرسون محاسبه شد و با مقایسه این ضریب و شاخص آسیب‌پذیری ذاتی مدل‌های مذکور، مدل دراستیک به علت داشتن ضریب همبستگی بیشتر (67/0)، نسبت به مدل سینتکس (50/0)، انتخاب و به اصلاح وزن پارامترهای آن پرداخته شد. جهت اطمینان از کارکرد مدل‌ها، هم بستگی به روش پیرسون بین لایه نیترات مربوط به چاه‌های دشت و نقشه‌های آسیب‌پذیری محاسبه شد. با توجه به بالا بودن ضریب همبستگی بین مدل دراستیک و لایه نیترات و به دلیل تطابق نداشتن وزن پارامترهای اختصاص یافته به پارامترها در مدل با نتایج تحلیل حساسیت از روش رتبه بندی AHP استفاده گردید که بر اساس نتایج آن وزن پارامتر توپوگرافی از 1 به 2 و وزن پارامتر محیط غیر اشباع از 5 به 8/2 تغییر نمودند و پارامترهای تغذیه خالص و محیط خاک به دلیل داشتن همبستگی منفی با نقشه پهنه بندی یون نیترات، حذف گردیدند. مدل اصلاح شده (DATIC)، منطقه را به سه کلاس مختلف آسیب پذیری تقسیم بندی نمود که بر اساس آن 67% آن قابل اغماض، 24 درصد در طبقه آسیب پذیری خیلی کم و مقدار 9 درصد در طبقه بندی آسیب پذیری کم قرار گرفتند و این مدل با ضریب همبستگی 79 درصد، مدل مناسب‌تری برای آبخوان دشت الشتر شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Vulnerability to Nitrate Pollution in Aleshtar Aquifer using DRASTIC and SINTACS Models

نویسندگان [English]

  • Naser Ganji Khorramdel 1
  • ,Masoomeh Shams 2
1 Assistant Professor ,Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Arak University
2 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Arak University
چکیده [English]

Protecting and preventing pollution of groundwater resources is an essential element. In this research, two methods of DRASTIC and SINTACS were used to identify vulnerable areas of Aleshtar aquifer. In this research, the sensitivity map of the plain was developed for each of these models in a GIS environment. The correlation coefficient was calculated by Pearson method. By comparing this coefficient and the inherent vulnerability index of the above models, the DRASTIC model was chosen due to having a greater correlation coefficient (0.67) compared to the SINTACS model (0.50) and modify of the weight of its parameters performed. To ensure the performance of the models, the Pearson method was calculated based on the nitrate layer of the wells and vulnerability maps. Due to the high correlation coefficient between the model of the DRASTIC and nitrate layers and because of the non-matching of the parameters assigned to the parameters in the model with the results of the sensitivity analysis, the AHP ranking method was used. According to the results, the weight of the topographic parameter was 1 to 2 and the unsaturated vadoze zone parameters weight was changed from 5 to 2.8, and net recharge parameters and soil environment due to negative correlation with the zoning map nitrate were omitted. The modified model (DATIC) categorized the area into three different vulnerability classes, of which 67 percent were negligible, 24 percent were very vulnerable and 9 percent were classified as vulnerable, Based on the results, the Pearson correlation coefficient jumped to 79 percent in the revised version that can be verified by definition Drastic modification is in the Aleshtar Aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Pollutants
  • Vulnerability Mapping
  • land use
  • Hydrogeologic
  • Parameters

  افروزی، م.، و ح. محمدزاده. 1392. ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان دشت بروجن-فرادنبه با استفاده از مدل DRASTIC بر اساس نیترات. مجله پژوهش آب ایران؛ 7 (12): 218-213.

 امیراحمدی، الف.، م. ابراهیمی، م. ع. زنگنه اسدی و الف. اکبری. 1392. بررسی آسیب پذیری آبخوان دشت نیشابور با استفاده از روش دراستیک در محیط GIS. مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی. 2(6): 56-37.

آزاد شهرکی، ف.، ع. آغاسی، ف. آزادشهرکی و ع. زارعی. 1389. ارزیابی پتانسیل و آنالیز حساسیت آسیب‌پذیری آب زیرزمینی دشت هشتگرد به روش دراستیک. مجله آب و فاضلاب، 21 (2): 70-61.

آصفی، م.، ف. رادمنش و ح. زارعی. 1393. بهینه سازی مدل‌های DRASTIC و SINTACS مبتنی بر سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: دشت اندیمشک). مجله محیط شناسی، دوره 4، شماره 1، ص 94-79.

باقرزاده، س.، ن. کلانتری، م. مرادزاده، م. رحیمی، ح. دانشیان و ز. ظاهری عبده‌وند. 1389. استفاده ازGIS برای تحلیل حساسیت تک پارامتری روش‌های DRASTIC و SINTACS جهت ارزیابی آسیب‌پذیری منابع آب زیرزمینی دشت بهبهان. همایش ملی ژئوماتیک. دانشگاه شهید چمران اهواز. اهواز.

 

بهاروند، س.، ب. ابراهیمی، م. زیودار و ا. ح. حقی آبی. 1392. خلاصه گزارش تعیین میزان تبادل هیدرولیکی رودخانه و سفره آب زیرزمینی دشت الشتر با استفاده از شبکه جریان. سازمان آب منطقه ای، استان لرستان.

 تبرمایه، م.، ع. واعظی و الف. اصغری مقدم. 1392. ارزیابی پتانسیل آلودگی ذاتی آبخوان دشت تبریز با استفاده از مدل DRASTIC. هفدهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران. دانشگاه شهید بهشتی. تهران.

 خدائی، ک.، ع. شهسواری و ب. اعتباری. 1385. ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان دشت جوین به روش‌های DRASTIC و GOD. مجله زمین شناسی ایران، 2(4): 85-73.

   رنگزن، ک.، پ. ضیائیان فیروز آبادی، ل. میرزائی و ف. علیجانی. 1387. پهنه بندی آسیب پذیری آبخوان دشت ورامین با استفاده از DRASTIC و ارزیابی تجربی اثر منطقه غیر اشباع در محیط GIS. فصلنامه زمین شناسی ایران. سال دوم. شماره 6 : 32-21.

صادقی، م و غ. زهتابیان 1392. ارزیابی آسیب پذیری آبخوان دشت خضر آباد به روش دراستیک. فصلنامه علمی محیط زیست. شماره 55: 31-21.  

کرمی شاه ملکی، ن.، س. بهبهانی، ع. مساح بوانی و ک. خدایی. 1389. بهینه‌سازی مدل DRASTIC با استفاده از روش‌های آمارناپارامتری. فصلنامه زمین‌شناسی ایران، سال چهارم، شماره چهاردهم، ص 82-73.

معروفی، ص.، س. سلیمانی، م. ح. قبادی، ق. رحیمی و ح. معروفی. 1391. ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان دشت ملایر با استفاده از مدل‌های DRASTIC، SI و SINTACS. مجله پژوهش های حفاظت آب و خاک، جلد نوزدهم، شماره سوم، ص 166-141.

Al Kuisi, M., A. El-Naqa and N. Hmmouri. 2006. Vulnearability Mapping of Shallow Groundwater Aquifer using SINTACS Model in Jordan Valley Area. Journal of Environmental Geology. 50: 651-667.

   Aller, L. T., H. L Bennett Jay and J. Petty. 1987. DRASTIC: A Standardized System for Evaluating Groundwater Pollution Potential using Hydrogeologic Setting. Environmental Research Laboratory and Protection Strategy. In: Van Duijvenbooden.

Babiker, I. S., M. A. Mohammad, T. Hiyama and K. Kikuo. 2005.  A GIS-based DRASTIC Model for Assessing Aquifer Vulnerability in Kakamigahara Heights. Gifu Prefecture. Centeral Japan. Science of the total Environment. 345(1-3): 127-140.

   Babiker,I. S., Mohammad and T. Hiyama. 2007. Assessing Groundwater Quality using GIS. Water Resources Management. 21(4): 699-715.

Chika olmo, M. 2014. Categorical Indicator Kriging for Assessing the Risk of GroundWater Nitrate Pollution: The Case of Vega de Granada Aquifer. Scince of the Total Environment. 470-471.

  Civita, M. 1994. Le carte della vulnerabilita degli acquiferi all inquinamento.

   Daly, D  and  D. Drew. 1999. Irish Methodology for Karst aquifer Protection.  Hydrogeology and Engineering Geology of Sinkholes and Karst, Rotterdam, Balkema. 267-272.

   Foster, S. S. 1987. Fundamental Concepts in Aquifer Vulnerability. Pollution Risk and Protection Strategy. Hydrological Resources Processes and Informations. 38: 69-86.

   Hailin, Y. Xu. Ligeing, Ye. Cheng and Xu. Jiaxing. 2011. Evaluation of Groundwater Vulnerability with Improved DRASTIC Method. Procedia Environmental Sciences. 10: 2690-2695.

    Hasiniaina, F., J. Zhou and L. Guoyi. 2010. Regional Assessment of Groundwater Vulnerability in Tamtsag Basin, Mongolia using Drastic Model. Journal of American Science. 6(11): 65-78.

    Huan, H. J. Wang and Y. Teng. 2012. Assessment and Validation of GroundWater Vulnerability to Nitrate Based on a Modified DRASTIC: A Case Study in Jilin City of Northeast China. Science the Total Environment. 440: 127-140.

Jang, W. S., E. Bernard, J. Harbor and T. Larry. 2017. Aquifer Vulnearability Assessment for Sustainable Groundwater Management using DRASTIC. Journal of Water. 9(792) 1-20.

 

Lathamani, R., M. R. Janardhana, B. Maha lingam and S. Suresha. 2015. Evaluation of Aquifer Vulnerability using DRASTIC model and GIS:A Case Study of Mysore City, Karnataka. india. Aquifer procedia. 4: 1031-1038.

   Piscopo, G. 2001. Groundwater Vulnerability Map, Explanatory Notes. Castlereagh Catchment. NSW. Department of Land and Water Conservation. Australia.

    Ribeiro, L. 2000. Desenvolvimento de um ı´ndice para avaliar a susceptibilidade. ERSHA-CVRM. 8p.

    Stempvoort, D. V., L. Ewert and L. Wassenear. 1993. Aquifer Vulnerability Index: A GIS-Compatible Method for Groundwater Vulnerability Mapping. Canada water resources Journal. 18 (1) 25-37.

Victorine , A., A. Ako Ako, A. Richard ayuk and T. Hosono. 2015. DRASTIC-GIS Model for Assessing Vulnerability to Pollution of the Phreatic Aquifer Case Formation in Douala-cameron. Journal of Africa earth sciences.11: 180-190.

WHO. 2004. Guidelines for Drinking Water Quality . Recommendations, Geneva: World Health Organization. 9:21-29.

Xiaosi, S., W. Xu and D. Shangai. 2014. Responses of Groundwater Vulnerability to Artificial Recharge under Extreme Weather Conditions in Shijiazhuang City,China. Journal of water Supply. 3(3): 224-238.