جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "kriging" در نشریات گروه "مهندسی آب"
تکرار جستجوی کلیدواژه «kriging» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
بارش از عناصر بنیادی مطالعات آب وهواشناسی به شمار می رود. به دلیل تعداد و تراکم محدود ایستگاه های باران سنجی و نبود ایستگاه هواشناسی در مناطق کوهستانی و سخت گذر، استفاده از محصولات بارش ماهواره ای به عنوان ابزاری موثر در پیش بینی توزیع مکانی منطقه ای بارش مورد توجه محققین قرار گرفته است. اما عیب آن خطای تخمین بالای بارش در منطقه است که نیاز به ارزیابی دقت این داده ها، قبل از استفاده است. برای این منظور بر مبنای داده های بارش 21 ایستگاه هواشناسی استان مازندران از سال 2018-1998، کارایی داده های بارش ماهواره TRMM و دو روش درونیابی کریجینگ و وزنی عکس فاصله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بر خلاف همبستگی مناسب شبکه TRMM با داده های واقعی، این شبکه دارای خطا اریبی بالایی است. مثلا در مورد داده های سالانه بارش، خطای اریبی شبکه به 70 میلی متر رسید که تقریبا حدود 30 درصد خطای سالانه می باشد. ضرایب اصلاح خطای شبکه در استان مازندران بین 0 و 2 بدست آمد که بیشتر ضرایب بالاتر از یک بود که بیانگر آن است که شبکه TRMM در مازندران عمدتا دچار خطا کم برآوردی می باشد. مقایسه دقت شبکه اصلاح شده TRMM با روش های درون یابی مورد بررسی بیانگر آن بود که استفاده از شبکه اصلاح شده به جای روش های درون یابی در ترسیم نقشه های همبارش، مقدار میانگین مربعات خطا سالانه بارش را از 237 به 186 میلی متر کاهش می دهد.
کلید واژگان: اصلاح شبکه بارش, کریجینگ, مازندران, وزنی عکس فاصلهPrecipitation is one of the basic elements of Hydrometeorological studies. Due to the limited number of rain-gauging stations and the lack of meteorological stations in highland area, the use of satellite rainfall products as an effective tool in predicting the regional spatial distribution of precipitation data has attracted the attention of researchers. But its disadvantage is the high estimation error of rainfall estimation, which requires accuracy evaluating before using. For this purpose, based on the rainfall data of 21 meteorological stations of Mazandaran province from 1998-2018, the performance of TRMM data and two interpolation methods of kriging and inverse distance weighting were investigated. The results showed that contrary to the proper correlation of TRMM data with observed data, this network has a high bias error. For example, in the case of annual rainfall data, the network bias error reached 70 mm, which is approximately 30% of the annual error. The modification coefficients of TRMM data were found between 0 and 2, that most of the coefficients were higher than one, which indicates the TRMM data in Mazandaran mostly has an underestimation error. The comparison of modified TRMM with the interpolation methods showed that using the modified network instead of interpolation methods in estimation of rainfall data reduces the mean square error of annual rainfall from 237 to 186 mm.
Keywords: Rainfall network modification, Kriging, Mazandaran, Inverse distance weighting -
تخمین دقیق توزیع مکانی بارش در بسیاری از فرآیندهای برنامه ریزی و مدیریت بهره برداری از منابع آب و فعالیت های کشاورزی، نقش کلیدی ایفا می کند. در این تحقیق، به منظور تخمین ماهانه بارش با دقت مطلوب مکانی، مدلی بر پایه چهارچوب PRISM مبتنی بر الگوی ارتفاعی و سایر خصوصیات مکانی، توسعه داده شد و در حوضه آبریز سفیدرود و در بازه زمانی سال آبی 1379 الی 1394 پیاده سازی شد. در گام اول نتایج حاصل از این روش در مقیاس ماهانه با روش بهبود یافته معکوس فاصله وزندار2 مقایسه شد. با توجه به درجه آزادی های موجود در هر دو روش، پارامترهای این دو روش ابتدا در مقیاس زمانی سالانه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه یابی شده و از مجموعه پارامترهای بدست آمده به منظور تخمین عملکرد آماری مدل ماهانه از طریق اعتبار سنجی3 متقابل استفاده شد. بر اساس نتایج ماهانه محاسبه شده، هر دو مدل در تخمین مقدار بارش در محل ایستگاه ها، عملکردی نزدیک داشتند. اما علیرغم این عملکرد تقریبا یکسان، توزیع مکانی بارش محاسبه شده توسط روش مبتنی بر PRISM از انطباق بهتری نسبت به الگوی توپوگرافی و شواهد موجود برخوردار است. در گام بعدی عملکرد این مدل در تخمین میانگین بارش ماهانه با روش کریجینگ معمولی مقایسه شد، نتایج مدل توسعه داده شده در ماه های پربارش و روش کریجینگ در ماه های خشک مطلوب تر ارزیابی می شود. . با توجه به حجم اندک بارش های تابستانه، PRISM ابزار مناسب تری نسبت به کریجینگ به منظور درورن یابی مکانی بارش شناخته شد.کلید واژگان: درون یابی مکانی بارش, الگوریتم ژنتیک, معکوس فاصله وزن دار, حوضه آبریز سفیدرود, کریجینگAccurate spatial estimation of precipitation plays a key role in many hydrological modelling, water resources planning and agricultural management studies. In order to estimate high-resolution precipitation in the current research, an estimation model based on PRISM framework considering Digital Elevation Model (DEM) and other spatial attributes is developed and applied to Sefidroud basin during the years 2000-2015. In the first step, the monthly results were compared with modified Inverse Distance Weighted (IDW) as a benchmark method. Considering both models’ degrees of freedom, the parameters are calibrated with Genetic Algorithm in annual time scale and the obtained parameters are utilized to estimate model monthly cross validation error. According to the monthly results, both models had roughly same statistical performance in estimating precipitation at the selected rain gauges. In spite of similar statistical performance of the models, the spatial distribution of precipitation provided by the PRISM based method is more consistent with topographic pattern and existing evidences. In the next step the proposed model’s ability to estimate mean monthly precipitation is compared with ordinary kriging method and according to the results, in wet months the developed model and in dry months kriging method represents more optimal results. According to small amount of summer precipitation, PRISM based approach is considered to be a better tool for spatial interpolation of precipitation than kriging.Keywords: Spatial Interpolation of Precipitation, Genetic Algorithm, Inverse distance weighted, Sefidroud Watershed, Kriging
-
طراحی شبکه باران سنجی به منظور کاهش هزینه ها و افزایش دقت در تخمین مقادیر بارش، نیازمند یافتن موقعیت بهینه ایستگاه های بارانسنجی میباشد. بیشتر خطاهای تخمین بارش، ناشی از موقعیت بارانسنجها میباشد که طراحی بهینه شبکه بارانسنجی میتواند خطاهای مرتبط با اندازه گیری بارش را کاهش دهد. در این تحقیق روش های مختلف میان یابی زمین آماری کریجینگ و کوکریجینگ برای محاسبه خطای تخمین و تهیه نقشه های پراکنش مکانی بارندگی روزانه استان خوزستان مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه نقشه های تغییرات مکانی نیاز به برآورد مقدار بارندگی در نقاط مجهول بین ایستگاه ها دارد. در این تحقیق از اطلاعات 49 ایستگاه باران سنجی برای 6 واقعه بارندگی روزانه استفاده شد. پس از تعیین بهترین مدل نیم تغییرنما و بهترین روش زمین آماری، در مرحله اول، بارانسنجهایی که به کمک سایر بارانسنجهای شبکه، تخمین مقدار بارندگی در آنها با دقت کافی امکانپذیر بود، مشخص گردید. نتایج نشان دهنده دقت بالاتر روش میان یابی کریجینگ دارد و بیشتر بارش های روزانه منطبق بر مدل گوسی بودند. در مرحله دوم، با استفاده از ارزیابی میزان خطای تخمین شبکه باقیمانده از مرحله اول، نقاطی که ایجاد بارانسنج جدید در آنها مورد نیاز بود مشخص شد. در نهایت تعداد 7 ایستگاه بارانسنج غیر ضروری در شبکه مشخص گردید و 5 بارانسنج جدید به شبکه اضافه شد.
کلید واژگان: بهینه سازی, کریجینگ, استان خوزستان, ایستگاه های باران سنجیDesign of the rain gauge network to increase accuracy and cost decrease in precipitation prediction value needs to find optimum location of the rain gauge station. Most precipitation prediction errors is due to location of the rain gage station that optimum design of the rain gauge stations can reduce precipitation prediction error. In this study used geostatistic methods named Kriging and cokriging to optimization of the Khuzestan rain gauge station network. 49 rain gauges used for 6 daily rainfall. After determination of the best model of semivariograms and the best geostatistic method, in the first step, the rain gauge which precipitation prediction in them has appropriate accuracy determined with the help of other rain gauge network. Result showed that kriging had more accuracy and most daily rainfalls was fitted with gaussian model. In the next step, using assessment of network prediction error value which remain from first step, the points that needs new rain gage determined. Finally7 unnecessary rain gage stations determined and 5 new rain gages added to the network.
Keywords: Optimization, Kriging, Khuzestan province, Rain gauge stations -
نشریه مهندسی آب، سال هفتم شماره 4 (زمستان 1398)، صص 315 -333
افزایش غلظت گازهای گلخانه ای به دلیل فعالیت های انسانی منجربه گرمایش جهانی شده و در نتیجه سبب تغییر در نمایه های حدی اقلیمی می شود. جهت انجام این تحقیق از داده های سازمان هواشناسی کشور در مقیاس روزانه و ماهانه شامل داده های میانگین دما، کمینه دما، بیشینه دما برای ایستگاه های سینوپتیک استان خوزستان، برای یک دوره 30 ساله (2016- 1987) استفاده شده است. محاسبه شاخص های مربوط به دما که توسط گروه کارشناسی ETCCDMI تعریف شده، با نرم افزار RClimdex برآورد شد. همچنین از آزمون ناپارامتری من کندال برای بررسی روند تغییرات پارامترهای اقلیمی استفاده شد. جهت تخمین آمارمکانی داده های دما از روش کریجینگ معمولی و ساده با مدل های مختلف استفاده شد. با توجه به نتایج بدست آمده، روش کریجینگ معمولی با مدل درجه دوم منطقی با کمترین میزان خطا نسبت به سایر روش ها انتخاب گردید. دامنه تاثیر تغییر نمایه های برازش شده بر مقادیر متوسط دمای ماهانه بین 250 تا 314 کیلومتر متغیر است. نتایج تجزیه و تحلیل دما نشان داد شاخص های حدی گرم روند افزایشی دارند که این روند برای شاخص هایی مانند روزهای تابستانی، شب های گرمسیری، روزها و شب های گرم در سطح 5 درصد معنا دار بود. شاخص های سرد در دوره مورد مطالعه روند کاهشی دارند. نتایج تجزیه و تحلیل دما، با گرم شدن منطقه مطابقت داشته و از کاهش شدت و فراوانی رویدادها و روزها و شب های سرد حکایت دارد.
کلید واژگان: روند, مقادیر حدی, من کندال, کریجینگ, خوزستانInvestigation and prediction of climatic extreme values especially temperature is necessary for identifying climatic bottlenecks and opportunities in an area. The increase in greenhouse gas concentrations due to human activities has resulted in global warming and consequently changes in climate extreme indices. For conducting this research, the daily meteorological data of the Iranian Meteorological Organization, including mean temperature, minimum temperature, maximum temperature data for the Khuzestan synoptic stations, for a period of 30 years (1987-2016) were used. Calculation of temperature indices as defined by 1ETCCDMI Expert Group was estimated using RClimdex software. Mann-Kendall nonparametric test was also used to investigate the trend of climate change. Regular and simple kriging method with different models was used to estimate the spatial statistics of temperature data. According to the obtained results, the conventional kriging method with Logical Quadratic Model 2 with the least error rate was selected. The effect of changing the fit indices on the mean monthly temperature ranges from 250 to 314 km. The results of temperature analysis showed that warm indices had an increasing trend which was significant for indices such as summer days, tropical nights, warm days and nights at 5% level. Cold indices have a decreasing trend over the period under study. The results of temperature analysis correspond to the warming of the area and show the decrease in intensity and frequency of cold days and nights.
Keywords: Trend, extreme values, Mann Kendall, Kriging, Khuzestan -
نشریه مهندسی آب، سال ششم شماره 2 (تابستان 1397)، صص 144 -154
تغییرات مکانی بارندگی بدلیل تفاوت و تغییرات آب و هوایی بوده و برای تهیه نقشه های تغییرات مکانی و برآورد متوسط منطقه ای نیاز به میان یابی مقدار بارندگی بین ایستگاه ها است. در تحقیق حاضر روش های میان یابی زمین آماری و قطعی برای تهیه نقشه توزیع مکانی بارندگی متوسط سالانه استان اصفهان بررسی شد. اطلاعات 20 ایستگاه هواشناسی استان اصفهان در دوره 1987 تا 2017 استفاده شد. نتایج نشان دهنده دقت بالاتر روش میان یابی زمین آماری دارد. از این بین روش کوکریجینگ با مدل نمایی و متغیر کمکی ارتفاع ایستگاه بیشترین دقت را داراست. با توجه به نقشه توزیع مکانی بارندگی متوسط سالانه که از روش کوکریجینگ تهیه شد، بیشترین مقادیر بارندگی متوسط سالانه (Pt) در جنوب و غرب استان اصفهان دیده شد. کمترین مقادیر بارندگی در شرق و شمال استان اصفهان وجود دارد که به دلیل وجود دشت و اقلیم خشک می باشد.
کلید واژگان: میان یابی, کریجینگ, بارندگی متوسط سالانه, زمین آمارThe spatial variations of rainfall are due to differences and climatic variations, and to produce spatial variation maps and regional average estimates, it is necessary to interpolate the amount of precipitation between stations. In the present research, geostatistical and deterministic interpolation methods were developed for the spatial distribution map of the annual rainfall in Isfahan province. The data of 20 meteorological stations of Isfahan province were used during the period 1987 to 2017. Results show higher accuracy of geostatistical interpolation method. From this, the cokriging method has the most precision with the exponential model and the auxiliary variable of the station's height. According to the spatial distribution map of annual rainfall, which was prepared by the cokriging method, the highest mean annual rainfall (Pt) was found in south and west of Isfahan province. The lowest rainfall in the east and north of Isfahan province is due to the presence of dry plains and climates.
Keywords: interpolation, Kriging, Annual average precipitation, Geostatistics -
در این تحقیق، هدف ارزیابی دقت روش های درون یابی جهت پیش بینی پراکنش مکانی تعدادی از شاخص های کیفی آب زیرزمینی دشت ارومیه می باشد. در ابتدا داده های کیفی 20 حلقه چاه در سال آبی 1393-1380 آنالیز شیمیایی گردید. آزمون کلوموگروف- اسمیرنوف نشان داد که داده ها نرمال نبوده و درنتیجه جهت نرمال سازی از تبدیل باکس کاکس استفاده شد سپس با استفاده از نرم افزار GIS بهترین مدل واریوگرام به ساختار فضائی داده ها برازش داده شد. نتایج نشان داد که برای پارامترهای کیفی، مدل های دایره ای، کروی و نمایی بهترین مدل نیم تغییر نماها می باشند. سپس تغییرپذیری آن ها با روش های مختلف درون یابی همچون کریجینگ و عکس مجذور فاصله با توان های یک، دو و سه موردبررسی قرار گرفت. نقشه های پهنه بندی پارامترهای کیفی با روش کریجینگ ساده در محیط نرم افزار ArcGIS ترسیم گردید. همچنین آبخوان دشت ازلحاظ مصارف کشاورزی و شرب با استانداردهای ویل کاکس و شولر موردبررسی قرار گرفت. نتایج استاندارد ویل کاکس نشان داد که آب 40 درصد از چاه های واقع در این دشت دارای آب شور و قابل استفاده برای کشاورزی بوده و نتایج دیاگرام شولر حاکی از کیفیت خوب و قابل قبول آب زیرزمینی دشت برای شرب را تایید کرد.کلید واژگان: پهنه بندی, زمین آمار, شولر, کریجینگ, ویل کاکسIn this research, the goal of evaluating the accuracy of interpolation methods is for prediction of spatial distribution of some of the quality indices of groundwater in Urmia plain. In the beginning, the qualitative data of 20 wells in the year 2001-2014 were analyzed. The Kolmogorov-Smirnov test showed that the data were not normal and therefore the conversion of the box-cox was used to normalize, Then, using the GIS software, the best semivariogram model was fitted to the spatial structure of the data. The results showed that for qualitative parameters, circular, spherical, and exponential models are the best model for semivariogram. Then, their variation was study with different interpolation methods such as Kriging and Inverse Distance Weight with power of one to three. Then, the zoning maps of qualitative parameters were drawing with the most appropriate method in the ArcGIS software. Plain aquifer was also examined for Wilcox and Schoeller standards for agricultural and drinking purposes. The results of the Wilecox standard showed that 40% of the wells in the plain had brine and available for use in agriculture, and the results of the Schoeller diagram showed the good and acceptable quality of the groundwater for drinking water.Keywords: Geostatistical, Kriging, Schoeller, WilCox, Zoning
-
ارزیابی توزیع مکانی نیترات آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت دزفول)
بررسی کیفیت و پایش مکانی آب زیرزمینی از نظر آلودگی نیترات بسیار اهمیت دارد. به این منظور تغییرات مکانی نیترات آبهای زیرزمینی با استفاده از روش های میان یابی و تهیه نقشه این تغییرات بررسی شد. این مطالعه توصیفی- تحلیلی از نوع مقطعی است که بر روی منابع آب شرب روستاهای شهرستان دزفول انجام شد. به این منظور از 20 چاه آب شرب نمونه برداری صورت گرفته و درنهایت 80 نمونه در چهار فصل مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش میان یابی کریجینگ دایره ای با مقدار خطای کمتر می تواند بهینه ترین پهنه بندی را نسبت به روش های اسپلاین، عکس فاصله وزنی و نزدیک ترین همسایه انجام دهد. فصل تابستان بیشترین مقدار نیترات و زمستان کمترین مقدار را دارد. در نهایت با بررسی نقشه پهنه بندی مشخص گردید که مناطق غربی شرقی و مرکزی بیشترین مقدار نیترات را دارند و شمال دشت از نظر نیترات وضعیت مطلوبی را دارا است.
کلید واژگان: نیترات, میان یابی, کریجینگ, تغییرات مکانیSpatial distribution verification of ground water (case study: Dezful plain)Groundwater quality assessment and site monitoring of these waters is very important for nitrate pollution. In this regard, the spatial variations of groundwater nitrate were investigated using interpolation methods and mapping of these changes. Made This cross-sectional descriptive-analytic study was conducted on drinking water sources in villages in Dezful. For this purpose, 20 drinking water wells were used according to the standard method and 80 samples for 4 season were analyzed. The results showed that the circle Kriging method with less error value than inverse distance weighting, spline and nearest neighborhood methods can perform the optimal zoning for the plain. The summer season has the lowest amount of nitrate and winter. Finally, by investigating the zoning map, it was determined that the eastern and central western regions had the highest amount of nitrate and the north of the plain had a desirable nitrate status.
Keywords: Nitrate, interpolation, Kriging, Spatial variations -
آبهای زیرزمینی به عنوان یک منبع اصلی برای مصارف شرب، کشاورزی و صنعت محسوب میشوند. تغییر در کیفیت آبهای زیرزمینی که معمولا بر اثر مدیریت غلط استحصال آب زیرزمینی رخ میدهد، به طور مستقیم و غیرمستقیم مقدمهای بر تخریب سایر منابع است. بنابراین ایجاد یک شبکه مناسب پایش کیفی برای آبهای زیرزمینی با تعیین حداقل تعداد چاه های نمونهبرداری موجب صرفهجویی در هزینه ها نیز می شود. در این مطالعه روشی مبتنی بر مدل زمینآماری کریجینگ و تابع توزیع احتمال نرمال برای ارزیابی عملکرد شبکه چاه های مشاهدهای در دشت مشهد استفاده شده است. ابتدا با تحلیل تغییرات مکانی غلظت کلر آب چاه های نمونهبرداری توسط نیمتغییرنما، ساختار مکانی آن استخراج گردید و سپس توسط الگوریتم روش احتمال پذیرش، شبکه چاه های مشاهدهای مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملکرد شبکه موجود یا به عبارتی دقت پذیرش آن در سطح احتمال 80 درصد برابر 1/72 درصد بدست آمده است. همچنین نتایج نشان داد که از 80 حلقه چاه مورد تحلیل، تنها با استفاده از 35 حلقه چاه دقت شبکه چاه های مشاهده ای در سطح احتمال هشتاد درصد، برابر تمامی چاه های موجود می باشد و 45 چاه باقیمانده تاثیر بسیار کمی در افزایش دقت برآورد تغییرات مکانی کلر در آبخوان مشهد داشتند. در نتیجه با انجام بهینهسازی توسط روش مذکور برای شبکه فعلی و با حذف یا جابه جایی این 45 نقطه، تعداد 16 نقطه پیشنهادی موجب افزایش دقت پذیرش، از 1/72 درصد به 100 درصد شده است.کلید واژگان: شبکه پایش کیفی, آب زیرزمینی, کریجینگ, نیم تغییرنما, روش احتمال پذیرشGroundwater is known to be main resources of agricultural ýA change in groundwater quality due to wrong groundwater withdrawal management may ýbe caused to deteriorate other water resources. Quality assessment and precise monitoring ýof the groundwater table is of a great importance. so create a proper network for groundwater quality monitoring wells to determine the minimum number of samples saves costs as well. In this research, a ýmethod was used based on Kriging concept and probability function of normal distribution ýto evaluate the performance of Mashhad plain's observatory well. This approach is based on ýa percentage of region's area criteria with Ap accuracy compliance. first, spatial structure ýof the sampling well's chlorine concentration was extracted by analyzing them using grid ýsemi-variogram and then observation well network was evaluated using algorithm of the acceptance probability method. The results showed that the performance of the existing network or the acceptance accuracy at the probability of 80 percent to 72/1 percent is obtained. The results also showed that of 80 wells about the analysis, using only 35 wells carefully observed in the probability level service network eighty percent against all existing wells and the remaining wells 45 impact of very little increase in the accuracy of the estimation of the spatial variations of chlorine in the aquifer of Mashhad. As a result by performing optimization by the method described for the current network and with the 45-point displacement or removal, the number 16 proposed points increases the acceptance accuracy from 72/1% to 100%.Keywords: Quality Monitoring Network, Groundwater, Kriging, Semivariogram, Acceptance probability method
-
نشریه مهندسی آب، سال پنجم شماره 3 (زمستان 1396)، صص 198 -207
برای استفاده از آبهای زیر زمینی برای کشاورزی باید از لحاظ کیفی بررسی های لازم را انجام نمود. یکی از روش های مرسوم و مناسب ارزیابی کیفی جهت کشاورزی روش ویلکوکس است. در این تحقیق کیفیت آب زیرزمنی دشت گلگیر با استفاده از 10 نمونه چاه روستایی جهت استفاده در کشاورزی با نمودار ویلکوکس بررسی شد. پارامترهای EC و SAR ارزیابی شده و نمونه ها به نمودار ویلکوکس منتقل شدند. نتایج نشان داد که همه نمونه ها در طبقه C2S1 قرار گرفتند که در محدوده کمی شور - مناسب برای کشاورزی هستند بنابراین محدودیتی برای استفاده در کشاورزی موجود نیست. همچنین نقشه های تغییرات مکانی پارامترهای EC و SAR با روش میان یابی زمین آماری کریجینگ تهیه شد. نتایج نشان داد که به دلیل مقادیر کم پارامترها الگوی خاصی در تغییرات مکانی دیده نشده و نیاز به مدیریت و اقدام خاصی نیست و آب زیرزمنین تمام محدوده مورد بررسی قابل استفاده در کشاورزی است.
کلید واژگان: کشاورزی, ویلکوکس, کیفیت آب, کریجینگIn order to use groundwater for agriculture, qualitative studies should be carried out. One of the most commonly used methods for evaluating is Wilcox method. In this research, the quality of groundwater of Golgir plain was investigated using 10 village wells for agricultural use with Wilcox chart. The EC and SAR parameters were evaluated and the samples were transferred to the Wilcox chart. The results showed that all specimens were placed on the C2S1 floor, which are in a small salinity range suitable for farming, so there is no limit to use in agriculture. Also, spatial mapping of EC and SAR parameters was provided by kriging geostatistical grounding method. The results showed that due to low parameters of parameters, there is no specific pattern in spatial changes and there is no need for special management and action, and underground water is the whole range that can be used in agriculture.
Keywords: agriculture, Willcox, Water Quality, Kriging -
نشریه مهندسی آب، سال پنجم شماره 3 (زمستان 1396)، صص 179 -189
با توجه به کمبود منابع آبهای سطحی و افزایش نیاز به آب، تامین آب شرب از منابع زیرزمینی بسیار مهم است. برای استفاده از آبهای زیرزمینی جهت شرب، بررسی تناسب کیفی این منابع اهمیت دارد و به منظور مدیریت مکانی آن، تهیه نقشه های توزیع مکانی پارامترهای کیفی بایستی مد نظر باشد. این مقاله با هدف بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت گلگیر برای شرب انجام شده است. به این منظور در این دشت از اطلاعات 10 حلقه چاه روستایی در رابطه با پارامترهای TDS، سختی کل ، کلر، سدیم، کلسیم، منیزیم، بی کربنات و سولفات استفاده گردید. این پارامترها براساس نمودار شولر ارزیابی شدند و با استفاده از نرم افزار ARC GIS و از طریق روش زمین آماری کریجینگ درون یابی شده و توزیع مکانی پارامترها در دشت گلگیر بررسی شد. با توجه به نمودار شولر بیشتر پارامترها در اکثر نمونه ها در طبقه خوب و قابل قبول قرار گرفتند و برای شرب مناسب هستند. همچنین با توجه به نقشه های تغییرات مکانی کیفی آب زیرزمینی دشت گلگیر، توزیع پارامترها در دشت الگوی خاص و منظمی نداشته و تقریبا آب زیرزمینی در تمان سطح دشت برای شرب مناسب است.
کلید واژگان: شرب, شولر, دشت گلگیر, کریجینگDue to the shortage of surface water resources and the increased demand for water, supply of drinking water from underground resources is very important. To use groundwater for drinking, it is important to evaluate the qualitative proportion of these resources and to plan the spatial distribution of quality parameters should be considered in order to manage its location. This article aims to investigate the quality of groundwater for drinking water. For this purpose, 10 rings of the wells were used in this plain for the parameters of TDS, total hardness, chlorine, sodium, calcium, magnesium, bicarbonate and sulfate. These parameters were evaluated based on the Schuler charts and were interpolated using ARC GIS software and analyzed by Kriging geostatistical method and the spatial distribution of the parameters in the plain was investigated. According to the Schuler chart, most of the parameters in most samples are placed on a good and acceptable floor and are suitable for drinking. Also, due to the qualitative changes in the groundhandling maps of Golgi Plain, the distribution of parameters in the plain has no specific pattern and almost groundwater is suitable for the area of the plain for drinking
Keywords: Drinking, Schoeller, Golgir Plain, Kriging -
نشریه مهندسی آب، سال پنجم شماره 2 (پاییز 1396)، صص 101 -112خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که ماهیتی اقلیمی داشته و عمدتا از ناهنجاریها و بی نظمی های ایجاد شده در بارش بوجود می آید. در این مقاله به بررسی پدیده خشکسالی و تغییرات زمانی مکانی آن در استان خوزستان پرداخته شده است. در راستای تعیین درجه شدت های خشکسالی از شاخص استاندارد شده بارش(SPI) به دلیل مزایایی که در تحلیل مکانی و ایجاد ارتباط زمانی بین رخدادهای خشکسالی دارد، استفاده شده است. در پژوهش حاضر از آمار بارندگی 48 ایستگاه باران سنجی و سینوپتیک استان خوزستان در سال های (1393-1361) استفاده شده است. نقشه های پهنه بندی شاخص SPI ایستگاه ها با استفاده از روش میان یابی کریجینگ طی دوره آماری مورد مطالعه ترسیم گردید و خشک ترین و ترترین سال مشخص شد. بر این اساس سال های 1378 و 1387 شدیدترین خشکسالی ها و سال 1371 ترسالی شدید رخ داده است. طبق نتایج به دست آمده سال های 78، 86 و 87 سالهای با بیشترین درصد مساحت خشکسالی و سالهای 70، 71 ، 76 و 80 سالهای با بیشترین درصد مساحت ترسالی هستند.کلید واژگان: خشکسالی, شاخص spI, کریجینگ, استان خوزستانDrought is a natural hazard with climatic nature. It caused by the precipitation anomalies and irregularities. This paper examines the phenomenon of drought and its spatial and temporal changes in Khuzestan province. In order to determine the severity of the drought, it used Standardized Precipitation Index (SPI) for spatial analysis benefits and temporal communication creation between occurrences of drought. In this study, 48 rain gauges and synoptic stations data from Khuzestan province have been used in years (1982-2014). Zoning maps of Standardized precipitation index (SPI) was drawn using ordinary kriging interpolation method during the study period and the driest and wettest years were identified. The 1999 and 2008 was severe drought years and extreme wet occurred in 1992. According to the results, 1999, 2007 and 2008 were years with the largest percentage of the area of drought and years 1991, 1992, 1997 and 2001 with the highest percentage of wet.Keywords: drought, SPI, Kriging, Khuzestan province
-
بهینه سازی شبکه پایش یک فرآیند تصمیم گیری برای داشتن بهترین ترکیب در بین ایستگاه های موجود است. به دلیل ملاحظات اقتصادی و کاستن از هزینه های پایش، رویکرد بهینه سازی در این پژوهش، کاهش ایستگاه های پایش کیفی منابع آب زیرزمینی آبخوان شهر مشهد است. با استفاده از الگوریتمی براساس معیارهای آنتروپی و بر مبنای شاخص آلودگی نیترات، نسبت به بهینه سازی شبکه پایش با 287 حلقه چاه در دوره آماری 1381 تا 1389 اقدام شد. بر این اساس ابتدا میانگین رتبه هر ایستگاه در 9 سال آماری بدست آمد. سپس برای آنتروپی شبکه بر حسب تعداد ایستگاه و زمان مدل هایی پیشنهاد گردید. پس از برازش بهترین مدل آنتروپی شبکه، نتایج نشان داد که 111 حلقه چاه به عنوان ایستگاه های پایش کیفیت منابع آب زیرزمینی شهر مشهد کفایت می کند. به منظور تائید شبکه پیشنهاد شده نیز در هر سال آماری، شبکه هایی تصادفی با تعداد 111 حلقه چاه انتخاب گردید و با مقایسه آنتروپی شبکه آنها با شبکه منتخب، کارایی شبکه منتخب تائید شد. همچنین میزان کارایی شبکه منتخب برای آینده آبخوان مشهد نیز مورد تائید قرار گرفت.کلید واژگان: آبخوان, نیترات, الگوریتم, آنتروپی, کریجینگOptimization of monitoring network is the best possible process for decision-making among existing networks. Considering economical objectives and for reducing the cost of monitoring, optimization approach is based on decreasing monitoring stations in this study. Using an algorithm based on entropy and nitrate pollution index, optimizing the monitoring network was conducted with 287 wells in the period of 2002 to 2011. First, the average of each station rank was calculated based on statistical years. Then, some models were proposed for the network entropy in terms of stationnumbers and time. After fitting the best network entropy model, the results showed that 111 wells are sufficient as groundwater quality monitoring stations for Mashhad aquifer. In order to approve the proposed network, 111 randomnetworks were selected in each year, and by comparing the entropy of those networks to the proposed network, the performance of selected network was confirmed. Also, the selected network performance was confirmed for the future of Mashhad aquifer.Keywords: Pollution, Nitrate, Algorithm, Entropy, Kriging
-
One of the most important techniques in climatology studies are various interpolation methods. Moreover, in order to prepare integrated maps and predict unknown values, interpolation methods are needed. Estimating the groundwater level in most parts of the area is costly and difficult and applying interpolation methods can solve this problem. Thus, to draw groundwater maps, one can use different Piezometric wells to estimate other regions by interpolation methods. In this study, ten Pizometric wells of Bazargan Keshmeshtape area located in West Azerbaijan have been used to interpolate groundwater level in 2011 and 2012. Then, using GS software, Kriging, advanced interpolation and Inverse distance methods, the groundwater level was interpolated in two years. The results showed that the groundwater level had the same distribution pattern in these two years and Kriging and advanced methods showed the same results with the most regression coefficients. Using these methods, groundwater level can be interpolated and using the interpolated maps, the water level of groundwater can be estimated in the areas in is no Piezometric well. This results can help to find the best positions to dig wells.Keywords: Groundwater, GS+, Interpolation, IDW, Kriging, Model, Simulation
-
Existence of saline sediments in most plains of Iran affects the salinity of underground waters in these areas. Invasion of saline water into fresh water zones and uncertainty in saline-fresh water boundary cause some problems in management and exploitation of underground water resources.In this research, using geoelectrical technique, various alluvial layers in Khir plain were distinguished on the basis of their different resistivity. By geostatistical and variography methods the spatial correlation of resistivity data were investigated. The resistivity in unsampled area and their probability of saline water existence were estimated. The results showed that the maximum variation in resistivity exists in northeast-southwest direction and ordinary and indicator kriging methods can demonstrate a reasonable estimation of saline-fresh water boundary in this area.Keywords: Electrical Resistivity, Geostatistics, Kriging, Variogram, Saline, Fresh Water Boundary, Khir Plain
-
توسعه صنعتی، سبب پراکندگی فلزات سنگین از جمله کادمیم در محیط زیست و به ویژه در خاک شده است. استفاده از پساب و لجن فاضلاب و همچنین ناخالصی کودهای فسفاته، امکان گسترش آلودگی کادمیم در زمین های کشاورزی را بیشتر کرده و لزوم پیمایش این آلودگی را جدی تر می نماید. اهمیت پیمایش آلودگی این عنصر همراه با کارایی روش های زمین آمار برای تعیین و پهنه بندی آلودگی کادمیم در 800 هکتار از منطقه کشاورزی غرب شیراز (بیضا) با 19 نمونه تصادفی انجام شد. با مقایسه روش های مختلف زمین آماری، روش کریجینگ به عنوان مناسب ترین روش شناخته شد. نتایج حاصل بیانگر این بود که آلودگی منطقه به درجات مختلفی از کادمیم 80 درصد و بیشتر در بخش جنوبی متمرکز بوده است. تجزیه و تحلیل واریوگرام به دست آمده نشان داد که 55 درصد از تغییرات، ناشی از جز ساختاری و باقیمانده از بخش تصادفی است. با توجه به عدم وجود آلودگی های نقطه ای در منطقه از یک طرف و وسعت کم منطقه همراه با ضریب تغییرات زیاد اندازه گیری شده (60 درصد) از طرف دیگر به نظر می رسد که احتمالا منشا اصلی کادمیم خاک، انسان زاد بوده و در این میان، فعالیت های کشاورزی عامل اصلی آلودگی خاک های این منطقه است.
کلید واژگان: آلودگی کادمیم, زمین های کشاورزی, زمین آمار, کریجینگ, شیرازSoil pollution, in general, and heavy metals contamination, in particular, are problems of modern life. In this context, surveying contaminated soils becomes essential for keeping away human food chains from dangerous heavy metals. This study was conducted to evaluate soil Cd-contamination in part of the arable lands in Bizaa, west of Shiraz. Soil samples were randomly collected from an area of 800,000 m2, prepared, and analyzed for Cd concentration. Analysis of variograms showed that the structural component moderately dominated the randomized component and that the range of special dependency was 2300 m. Ordinary kriging was used for mapping and estimation variances were calculated. Based on the Cd contamination standard threshold (3mg/Kg), the map thus prepared indicated that about 80 percent of the study area was polluted and that the hot point was located in the southern stretches of the study area. The non-existence of industrial activities and the absence of point Cd distribution indicated that soil pollution in the area must have been caused by human activities such as farming. The excessive consumption of chemical fertilizers, especially phosphates, in agricultural activities and sludge application seem to be the main suspects of soil Cd contamination. Further investigation is needed into the agricultural history of the area to determine the main causes of Cd contamination in this area.Keywords: Cadmium Pollution, Agricultural Lands, Geostatistic, Kriging, Shiraz -
Zarin Abad plain is located in Zanjan province in the western part of Iran. In this study, spatial analysis was used to interpret some of the chemical parameters of groundwater samples collected from the unconfinedaquifer. For this reason, groundwater samples (61) were collected from groundwater monitoring wells to investigate the characteristics of groundwater quality. Maps showing the geographical distribution of hydrochemical parameters were prepared and the impact of various geological formations on the groundwater quality in the region is considered. High values of EC value in the western parts of the plain could be associated with the lithological formations composed of marls and evaporates. Based on SAR values, it is concluded that the majority of groundwater samples is relatively suitable for irrigation use. Analysis of the spatial coherence of the variables was performed using the selected models and the Kriging, Co-Kriging and Inverse Weighted Distance (IWD) methods were ultimately used to decipher the spatial variation of the parameters. The results obtained through these methods were compared by root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). It was found that the Co-Kriging model is the most optimal technique, for studying the spatial distribution in groundwater quality parameters.Keywords: Groundwater Quality, Spatial Distribution, Geostatistical Analysis, GIS, Kriging, Iran
-
بارندگی از ورودی های اصلی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب محسوب می شود. شبکه کارآمد ایستگاه های باران سنجی شبکه ای است که علاوه بر دقت اندازه گیری مناسب از تراکم مطلوبی نیز برخوردار باشد، به طوری که بتوان در نقاط فاقد ایستگاه در یک حوضه آبریز برآورد مناسبی از بارندگی بدست آورد. در این مطالعه روشی مبتنی بر مدل زمین آماری کریجینگ و تابع توزیع احتمال نرمال برای ارزیابی عملکرد شبکه ایستگاه های باران سنجی در حوضه گرگان رود به مساحت 114 هزار کیلومتر مربع استفاده شده است که مفهوم آن بر اساس معیار درصدی از مساحت منطقه با دقت پذیرش (Ap) می باشد. ابتدا با تحلیل تغییرات مکانی بارندگی سالانه در حوضه توسط نیم تغییرنما بدون بعد، ساختار مکانی بارندگی حوضه استخراج گردید و سپس توسط الگوریتم ارائه شده شبکه ایستگاه های باران سنجی حوضه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از 33 ایستگاه مورد تحلیل، 21 ایستگاه به عنوان ایستگاه های شبکه مبنا شناخته شدند و 12 ایستگاه باقی مانده تاثیر بسیار کمی در برآورد تغییرات مکانی بارندگی حوضه داشتند. در روند بهینه یابی، ایستگاه-های غیرمبنا به 7 ایستگاه جدید در سایر نقاط حوضه کاهش یافتند که موجب افزایش دقت در تخمین بارندگی در حوضه می شوند. همچنین با ساده سازی های انجام شده در روش مذکور و انجام محاسبات در محیط نرم افزار GIS به صورت توسعه یک ابزار، نتایج نشان داد که از روش ارائه شده می توان به صورت موثرتری در ارزیابی شبکه ایستگاه های باران سنجی استفاده نمود.
کلید واژگان: ایستگاه باران سنجی, احتمال پذیرش, کریجینگ, نیم تغییرنما بدون بعدRainfall is a key factor for water resources management. Raingauge networks with accurate measurement and appropriate density are required for the estimation of the rainfall in ungauged sites in watersheds. This study aimed at assessing a method based on kriging and normal probability distribution function for evaluating raingauge network in GorganRud watershed (114000 km2). The concept is based on criterion that named percentage of the total area with acceptable accuracy (Ap). Spatial variability of annual rainfall is analyzed using dimensionless variogram then using a sequential algorithm 33 raingauges in the network is evaluated. Results showed the base network for annual rainfall comprises 21 gauges and 12 remaining gauges have little contribution to estimate areal rainfall in the watershed. After optimization the non-based raingauges reduced to 7 gauges and will be more effective to estimate areal rainfall in whole of watershed. Furthermore, Results showed that simplifying and using GIS software by developing a toolbox will make it easier for evaluating a raingauge network.Keywords: Raingauge, acceptance probability, Kriging, dimensionless semivariogram -
مجله آب و فاضلاب، پیاپی 85 (بهار 1392)، صص 94 -100با توجه به محدودیت منابع آبی و خطر بحران آب در ایران و اینکه سالانه مقدار زیادی از ذخایر منابع آبی کشور به دلیل برداشت بیش از حد کاهش یافته و منجر به بحرانی شدن دشت ها و در نتیجه ایجاد بیلان منفی می شود، یافتن راه هایی برای پیش بینی مقدار سطح آب قبل از حفر چاه ها ضروری است. سطح آبهای زیر زمینی متغیری است که در طول زمان و مکان تغییر می کند بنابراین می توان آن را به عنوان یک مجموعه داده ی فضایی- زمانی در نظر گرفت. در تحلیل این نوع داده ها، مدل سازی ساختار وابستگی فضایی- زمانی ابزاری مهم برای پیش بینی متغیر مورد مطالعه در مکان ها و زمان های دلخواه است. ساختار وابستگی فضایی- زمانی داده های فضایی- زمانی به کمک تابع هم تغییرنگار یا تغییرنگار مشخص می شود. در حالت کلی تعیین هم تغییرنگار فضایی- زمانی داده ها بسیار پیچیده است اما تحت فرض تفکیک پذیری هم تغییرنگار، مدل بندی ساختار وابستگی فضایی- زمانی را می توان با ترکیبی از هم تغییرنگار صرفا فضایی و صرفا زمانی انجام داد. در این تحقیق ضمن شرح مختصری در خصوص انواع هم تغییرنگار فضایی- زمانی تفکیک پذیر و نحوه برآورد و مدل سازی آنها، ساختار همبستگی فضایی- زمانی داده های مربوط به سطح آبهای زیر زمینی مدل سازی شد. سپس منحنی تراز پیش بینی سطح آبهای زیر زمینی به روش کریجینگ عام تحت مدل های ضربی و جمعی- ضربی ارائه شده و دقت این مدل ها برای پیش بینی فضایی- زمانی سطح آبهای زیر زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت. با آنکه مدل جمعی- ضربی پیچیده تر از مدل ضربی است، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مدل ضربی با دقت بسیار مطلوبی می تواند برای پیش بینی سطح آبهای زیرزمینی در ناحیه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: پیش بینی مکانی, زمانی, سطح آب زیر زمینی, داده های مکانی, زمانی, تغییرنگار, کریجینگThe water resources are limited and the groundwater levels decrease due to water abuse. This causes the lack of water problem in some regions of Iran. Therefore the hydrological and statistical methods needed for prediction of the water levels at a given location, region or times. The groundwater levels are variables changing by space and time, and their data can be considered as a spatial-temporal data set. Modeling of the correlation structures of such data is a major tool, for the prediction of unknown water level at some specified locations and times. This correlation structure is specified by fitting suitable variogram or covariogrammodels to the data. In this article some nonseparable covariance models were briefly reviewed. Then the spatial-temporal variogram of underground water levels were estimated as product and sum-product models. Finally the underground water levels of Birjand region was predicted using the universal kriging and give the contour map at the selected time. Moreover the prediction precision of different models were compared numerically.Keywords: Spatial, Temporal Prediction, Groundwater Level, Spatial, Temporal Data, Variogram, Kriging -
سیستم های پایش در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت زیادی برخوردار هستند که بدین منظور از شاخص های خشکسالی برای بیان کمی این پدیده استفاده می گردد. اما معمولا این شاخص ها به صورت نقطه ای محاسبه می شوند و لازم است تا به صورت مکانی پردازش شده و نقشه های مربوط ارائه گردند. روش های زمین آمار از جمله تکنیک هائی می باشند که می تواند در این راستا مورد استفاده قرار گیرد و این در صورتی است که متغیر مورد بررسی یک متغیر مکانی باشد. تحقیق حاضر تلاشی است برای تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی و تهیه نقشه های مربوط که در آن سعی شده ابتدا با توجه به استاندارد شدن بارندگی برای محاسبه این شاخص ها، متغیر مکانی بودن آنها مورد بررسی قرار گیرد. در مرحله بعد روش های مختلف زمین آماری شامل روش های کریجینگ، کوکریجینگ، TPSS با و بدون متغیر کمکی و میانگین متحرک وزن دار (WMA) برای تحلیل مکانی آنها مورد ارزیابی واقع شود. پایش خشکسالی براساس شاخص های SPI و EDI با استفاده از آمار و اطلاعات 43 ایستگاه در سطح استان تهران انجام و سپس نقشه های خشکسالی تهیه و ارزیابی شده است. نتایج تحقیق ضمن تایید متغیر مکانی بودن شاخص ها، نشان داد که هر چند روش کریجینگ از دقت بالاتری برخوردار بوده است ولی با لحاظ نمودن سرعت عمل و استفاده از این نتایج در سیستم های پایش فعال، روش میانگین متحرک وزن دار نیز دقت کافی را دارا است.
کلید واژگان: خشکسالی, زمین آمار, SPI, EDI, کریجینگ, میانگین متحرک وزندار, TPSSDrought monitoring is quite important in planning for drought mitigation schemes. Drought indices are normally used for monitoring purposes. However, the indices are calculated at sites and it is required to estimate the spatial distribution of drought in the forms of maps. Geostatistical methods are among such tools that may be applied for preparing spatial distribution maps. In this research, several geostatistical methods including Kriging, Cokriging, TPSS with and without secondary variables as well as weighted moving average (WMA) were assessed with respect to derivation of drought index maps. Drought monitoring and mapping was conducted based on SPI and EDI indices using data of 43 rain gauge stations within Tehran province. The results indicated that although Kriging was the most accurate method, WMA provided reasonable accuracy blended with more efficient computer time, a major consideration in monitoring systems.Keywords: Drought, Geostatistics, SPI, EDI, Kriging, WMA, TPSS
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.