مدلسازی زمانی- مکانی سطح تراز آب‌های زیرزمینی دشت جاسک طی سال‌های 1376 الی 1392

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سنجش از دور و GIS، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه‌ریزی روستایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد علوم اجتماعی (پژوهشگری)، انشگاه تهران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد جغرافیای انسانی، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی در سال‌های اخیر باعث بروز مشکلات جدی در کشور شده است. تراز آب‌ زیر‌زمینی متغیری است که در طول زمان و مکان متغیر است؛ بنابراین می‌توان آن را به‌عنوان یک مجموعه داده‌ زمانی- مکانی در نظر گرفت. هدف این پژوهش، مدل‌سازی زمانی-مکانی تغییرات تراز آب زیرزمینی دشت جاسک طی سال‌های 1376 الی 1392 و بررسی روند تغییرات آن است. ابتدا براساس روش زمین‌آماری کریجینگ و روش جبری توابع پایه شعاعی (RBF) درون‌یابی از سطح تراز آب صورت گرفته و سپس میزان خطای مدل‌ها با استفاده از آماره‌های MBE، MAE و RMSE ارزیابی شده است. یافته‌ها حاکی از آن است که روش کریجینگ در مقایسه با روش RBF با خطای کمتری سطح تراز آب‌های زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه را برآورد کرده است؛ بنابراین با استفاده از روش کریجینگ برای هر دوره‌ زمانی یک نقشه از سطح تراز آب ایجاد شد که در فرایند روندیابی زمانی- مکانی مورد استفاده واقع شد. برای روندیابی تغییرات از روند خطی R2 و همچنین روند من-کندال استفاده شده است. نتایج آماره R2 حاکی از نوسان چشم‌گیر تغییرات تراز آب بوده است. همچنین نتایج آزمون من-کندال نشان داد که در حاشیه شمال شرقی تا شمال غربی روندی کاهشی با شدت بالا و نزدیک به 1- وجود داشته است. به‌طورکلی، در بخش‌های مختلف محدوده مطالعاتی روند‌ تغییرات دارای الگوی خاص و معناداری است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Spatio-temporal Modeling of Jask Plain Groundwater Level from 1997 to 2013

نویسندگان [English]

  • Morteza Omidipoor 1
  • Atena Moeinmehr 2
  • Sirous Haashemi 1
  • Mohammad Eskandari-nasab 3
  • Mohammad Beiranvand 4
1 PhD student of remote sensing and GIS, Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Geography, University of Tehran, Iran
2 PhD student of geography and rural planning, Department of Human Geography, Faculty of Geography, Tarbiat-modares University, Iran
3 Graduate student, Tehran University, Iran
4 Master Student, Faculty of Human Geography, Tehran University, Iran
چکیده [English]

The over-exploitation of groundwater has led to many problems in the country. Since groundwater level is a variable that varies over the time and place, it can be considered as a spatio-temporal dataset. The purpose of this study is to investigate the spatial-temporal variation of the groundwater level in Jask plain from 1997 to 2013 to determine the spatial trend of groundwater changes. First, interpolation was carried out based on the Kriging and the Radial Basis Functions (RBF), and then accuracy was evaluated using MBE, MAE and RMSE statistics. The findings suggested that, compared with RBF, Kriging can estimate groundwater levels more accurately in the study area. Consequently, for each time in the study period, a groundwater level map was produced based of the method. To identify the spatial variability of the groundwater level, R2 and Man-Kendall test were used. The results of the R2 statistics indicated a significant variation in the water level. Similarly, the results of the Man-Kendall test showed a decreasing trend in the north-to-northwest margin with a high intensity of nearly -1. Generally, in different parts of the study area, the process of change has a specific and meaningful pattern.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Interpolation
  • Jask
  • Spatio-temporal trends
  • Mann-Kendall

مراجع

اکبری، ا.، ن. کلانتری و م. رحیمی (1385). بررسی و ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت میاناب شوشتر با استفاده از GIS. اولین همایش منطقه‌ای بهره‌برداری از منابع آب حوزه‌های کارون و زاینده‌رود (فرصت‌ها و چالش‌ها). شهرکرد. ایران.
امینی، م.، ح. خادمی و ن. فتحیان پور. (1381). مقایسه کریجینگ و کوکریجینگ در برآورد غلظت کلر محلول در خاک. مجله علوم کشاورزی ایران، 33(4)، 748-741.
ایزدی، ع.، ک. داوری، ا. علی زاده، ب. قهرمان و س. ا. حقایقی مقدم (1386). پیش‌بینی سطح ایستابی با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت نیشابور). آبیاری و زهکشی ایران، 11(2). 59-71.
تقوایی‌نژاد، م.، م. شایسته‌فر و ر. جلالی. (1387). به‌کارگیری روش‌های آماری و زمین‌آماری در ارزیابی نوسانات عیاری خوراک کارخانه پرعیارکنی مجتمع مس سرچشمه. دومین کنفرانس مهندسی معدن ایران. دانشگاه تهران.
حسنی­­پاک، ع. (1377). زمین‌آمار (ژئواستاتیستیک)، انتشارات دانشگاه تهران. چاپ اول.
دیانی، م.، جعفری، س. خلیل مقدم و ب. دهقانی. (1391). پهنه‌بندی خطر شور و سدیمی شدن خاک سطحی با استفاده از زمین‌آمار، مطالعه‌ی موردی: اراضی غرب رودخانه‌ی کارون در استان خوزستان. پژوهش‌های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، 94(1)، 95-86.
رجایی، ط. و ا. زینی‌وند. (1393). مدل‌سازی تراز آب زیرزمینی با بهره‌گیری از مدل هیبرید موجک- شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت شریف‌آباد). مهندسی عمران و محیط‌زیست دانشگاه تبریز، 4 (4)، 51-63.
رضایی، م.، ن. دواتگر، خ. تاجداری و ب. ابولپور (1389). بررسی تغییرات مکانی برخی شاخص‌های کیفی آب‌های زیرزمینی استان گیلان با استفاده از زمین‌آمار، نشریه آب‌وخاک، 24(5)، 941-932.
زارع چاهوکی، ا.، زارع چاهوکی، م. ع (1390). برآورد بارندگی فصلی و سالانه با استفاده از روش‌های درون‌یابی چندمتغیره (بررسی موردی: دامنه‌ی جنوبی البرز در استان سمنان). نشریه‌ی مرتع و آبخیزداری. مجله‌ی منابع طبیعی ایران، 64(1)، 51-39.
زاهدی، م. و م. فریدونی (1393). ارزیابی توانایی شبکه عصبی مصنوعی با سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی در پیش‌بینی تراز آب زیرزمینی توابع دشت ارسنجان. همایش ملی راهکارهای پیش روی بحران آب در ایران و خاورمیانه.
زهتابیان، غ.، جان‌فزا، ع.ا.، محمدعسگری، ح.، نعمت‌الهی، م.ج (1389). مدل‌سازی توزیع مکانی برخی از خصوصیات شیمیایی آب‌های زیرزمینی (مطالعه‌ی موردی: حوزه‌ی آبخیز گرمسار). فصلنامه‌ی علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 17 (1)، 73-61.
سدیدی، ج،. م. کمانگر، ه. رضائیان و ع. حمیدیان (1393). پیش‌بینی سطح ایستابی مناطق خشک و نیمه‌خشک با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و قانون یادگیری. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 16، 39-53.
شجاعیان، ع، امیدی‌پور، م و مدیری، م (1394). کاربرد مدل‌ها در علوم جغرافیایی، سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، اول، تهران.
طباطبایی، ط. و ف. امیری (1394). مکان‌یابی نیروگاه‌های بادی براساس ارزیابی چندمعیاره مکانی و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: استان بوشهر). سنجش‌ازدور و GIS در منابع طبیعی ، 6(1). 1-16.
عظیمی، ع.، ک. رنگزن، م. کابلی زاده و م. خرمیان (1394). برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از سنجش‌ازدور، شبکه‌های عصبی مصنوعی و مقایسه نتایج آن با روش پنمن- مانتیث- فائو در باغات مرکبات شمال خوزستان. سنجش‌ازدور و GIS در منابع طبیعی، 6(4)، 61-75.
یعقوبی، ا.، م. فرامرزی و ج. حاجی کریمی (1395). ارزیابی کارایی شبکه عصبی مصنوعی در پیش‌بینی روند بیابان‌زایی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS (مطالعه موردی: دشت دهلران).  سنجش‌ازدور و GIS در منابع طبیعی،7(3)، 61-77.
 
Anderson, M.P., Woessner, W.W. and Hunt, R.J. (2015). Applied groundwater modeling: simulation of flow and advective transport. Academic press.
Aronoff, S. (1989). Geographic information systems: a management perspective.
Belkhiri, L. and Narany, T.S. (2015). Using multivariate statistical analysis, geostatistical techniques and structural equation modeling to identify spatial variability of groundwater quality. Water Resources Management, 29(6), pp.2073-2089.
Chang, K.T. (2006). Introduction to geographic information systems (pp. 117-122). Boston: McGraw-Hill Higher Education.
Cressie, N. (1992). Statistics for spatial data. Terra Nova, 4(5), pp.613-617.
Isawi, H., El-Sayed, M.H., Eissa, M., Shouakar-Stash, O., Shawky, H. and Mottaleb, M.S.A. (2016). Integrated geochemistry, isotopes, and geostatistical techniques to investigate groundwater sources and salinization origin in the Sharm EL-Shiekh Area, South Sinia, Egypt. Water, Air, & Soil Pollution, 227(5), p.151.
Madani, K. (2014). Water management in Iran: what is causing the looming crisis Journal of environmental studies and sciences, 4(4), 315-328.‏
Masoud, A.A. (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, pp.123-137.
Narany, T.S., Ramli, M.F., Aris, A.Z., Sulaiman, W.N.A. and Fakharian, K. (2015). Groundwater irrigation quality mapping using geostatistical techniques in Amol–Babol Plain, Iran. Arabian Journal of Geosciences, 8(2), pp.961-976.
Rajagopalan, B. and Lall, U. (1998). Locally weighted polynomial estimation of spatial precipitation. Journal of Geographic Information and Decision Analysis, 2(2), pp.44-51.
Thompson, S.A. (2017). Hydrology for water management. CRC Press.
Tian, Y., Zheng, Y., Wu, B., Wu, X., Liu, J. and Zheng, C. (2015). Modeling surface water-groundwater interaction in arid and semi-arid regions with intensive agriculture. Environmental Modelling & Software, 63, pp.170-184.
Wahlin, K., & Grimvall, A. (2010). Roadmap for assessing regional trends in groundwater quality. Environmental monitoring and assessment, 165(1-4), 217-231.‏
کاوش های جغرافیایی مناطق بیابانی
دوره 7، شماره 1
شهریور 1398
صفحه 65-85

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار