جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "زمین آمار" در نشریات گروه "آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع"
تکرار جستجوی کلیدواژه «زمین آمار» در نشریات گروه «کشاورزی»-
مقدمه و هدف
برای شناخت استعدادهای منطقه و روش مدیریت زمین ها، آگاهی از تغییر مکانی سنجه های کیفی ابزار مهمی است. با توجه به اینکه جیرفت روی کمربند آرسنیک کشور است و از آنجایی که آرسنیک عنصری سرطان زا است و بر کیفیت آب زیرزمینی تاثیر می گذارد، بررسی آن بسیار اهمیت دارد. هم چنین بیشتر مناطق روستایی آبخیز جیرفت از آب چاه ها برای شرب استفاده می کنند. ازاین رو، بررسی آن ها از دیدگاه شرب بسیار اهمیت دارد.
مواد و روش هادر این پژوهش تغییرهای مکانی سنجه های نیترات، آرسنیک، منگنز و کل مواد جامد محلول در آب زیرزمینی در آبخیز جیرفت با استفاده از روش های زمین آماری در طول دوره ی آماری 1398 بررسی و تحلیل شد. به این منظور از آب 36 چاه کشاورزی و چاه هایی که برای شرب در روستاها استفاده می شد و هم چنین نمونه هایی از آب شرب شهری در سه تکرار نمونه برداری شد. روش های زمین آماری استفاده شده برای پهنه بندی سنجه های مزبور شامل کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده، تابع پایه ی شعاعی (RBF) و روش وزن دهی معکوس فاصله (IDW) با توان های مختلف بود. برای ارزیابی روش های زمین آماری از روش ارزیابی متقابل با معیارهای مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف خطا (MBE) میان داده های واقعی و برآوردشده استفاده شد.
نتایج و بحثنتایج رتبه بندی معیارهای ارزیابی نشان داد که برآورد سنجه ی آرسنیک و TDS با مدل کروی روش کریجینگ ساده کمترین خطا را داشت و برآورد نیترات و منگنز با روش تابع پایه ی شعاعی (RBF) کمترین خطا را داشت. بررسی ها نشان داد که همبستگی مکانی سنجه های کیفی آبخیز جیرفت بسیار زیاد بود. به طوری که خطای مدل نیم تغییرنمای داده های اندازه گیری شده ی آرسنیک با اثر قطع ه ای 0/00025 و دامنه ی تاثیر 36/7 کیلومتر 38/4 % و خطای مدل نیم تغییرنمای نیترات با اثر قطع ه ای 0/3 و دامنه ی تاثیر 28/5 کیلومتر 4/9 % بود. در آبخیز جیرفت بر پایه ی معیار 1051 موسسه ی استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، به جز آب شهری، غلظت آرسنیک در آب مناطق دیگر بسیار بیشتر از اندازه ی مجاز برای مصرف شرب بود. هم چنین غلظت نیترات در تمام نمونه ها، کمتر از اندازه ی مجاز برای آب شرب بود و استفاده از آن مانعی ندارد.
کلید واژگان: آرسنیک, زمین آمار, کریجینگ, نیتراتIntroduction and GoalAwareness of spatial variations in groundwater quality parameters is an important tool for identifying the capacity of the region and land management. Jiroft is located on an arsenic belt in the country and considering the effect that arsenic has on underground water and the carcinogenic nature of this element, analysis of this element is very important. Moreover, most rural regions of Jiroft use the well water for drinking. Therefore, the analysis of groundwater in this region appears to be very important for drinking purpose.
Materials and MethodsUsing geostatistical methods, the present study attempted to analyze the spatial variation of nitrate, arsenic, manganese, and all dissolved solid parameters in the groundwater of the Jiroft watershed during 2019. For this purpose, water from 36 agricultural wells and wells used for drinking in villages, as well as urban drinking water samples, were sampled in three replicates. The geostatistical methods used for zoning the above parameters include ordinary kriging (OK), simple kriging (SK), radial basis function (RBF), and inverse distance weighting (IDW) with different powers. Geostatistical methods were evaluated using the mutual evaluation technique applying the root mean square error (RMSE) and mean bias error (MBE) criteria between the actual and estimated data.
Results and DiscussionIn this research, the spatial changes of nitrate, arsenic, manganese and total solids dissolved in groundwater in the Jiroft watershed were analyzed using the evaluation criteria ranking results showed that the estimation of arsenic and TDS with the spherical model of the simple kriging method had the least error and the estimation of nitrate and manganese with the radial basis function (RBF) method had the lowest error. The study showed that the spatial correlation of the quality metric of the Jiroft watershed is very high. Therefore, the error of the semivariable model of the measured data of arsenic with a partial effect of 0.00025 and a range of influence of 36.7 km was 38.4%, whereas the error of the semivariable model of nitrate with a partial effect of 0.3 and a range of influence of 28.5% was 4.9%. In the Jiroft watershed, the concentration of arsenic in the water of other areas was much higher than the permissible amount for drinking based on standard 1051 of the Iranian Institute of Standards and Industrial Research except for urban water. In addition, the concentration of nitrate in all the samples was lower than the permissible amount for drinking water, so there is no obstacle to its use.
Keywords: Arsenic, Geostatistical, Kriging, Nitrate -
مقدمه و هدف
آگاهی از الگوی تغییرات مکانی و زمانی فرسایندگی باران برای بهبود برآوردهای فرسایش خاک به ویژه با در نظر گرفتن پوشش برف در ماه های مختلف ضروری است. در آبخیز دریای خزر به دلیل فاصله ی کم بین مناطق کوهستانی و جلگه ی پرباران، برآورد عامل فرسایندگی باران بدون اعمال ضریب های اصلاحی پوشش برف صحت و دقت لازم را ندارد. بر این اساس این پژوهش با هدف بررسی تغییرات زمانی و مکانی عامل فرسایندگی باران با اعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در بخش ایرانی بزرگ آبخیز دریای خزر برنامه ریزی شد.
مواد و روش هابرای تعیین عامل فرسایندگی باران ماهانه، فصلی و سالانه، داده های بارندگی ماهانه ی 56 ایستگاه همدید (سینوپتیک) بزرگ آبخیز دریای خزر از سازمان هواشناسی کشور و سال نامه های آماری با دوره ی مشترک آماری 25-20 ساله (1399-1375) جمع آوری شد. در نتیجه لایه ی فرسایندگی باران در پایه های زمانی مختلف با استفاده از روش زمین آماری کوکریجینگ با متغیر کمکی بلندی از سطح دریا با ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE) کمتر به عنوان معمول ترین شاخص ارزیابی و انتخاب روش بهینه استفاده شد. سپس لایه ی پوشش برف ماهانه از محصول MOD10CM تهیه و نقشه ی فرسایندگی باران اصلاح شد.
نتایج و بحثبراساس نتایج، اندازه ی میانگین عامل فرسایندگی باران سالانه در بخش ایرانی آبخیز دریای خزر برابر با 254/61 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت به دست آمد، در حالی که با اعمال ضریب اصلاحی پوشش برف، فرسایندگی باران سالانه به 210/53 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت کاهش یافت. هم چنین ایستگاه های همدید بندرانزلی و منجیل به ترتیب بیشترین و کمترین اندازه میانگین عامل فرسایندگی باران سالانه (به ترتیب 749/30 و 162/87 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت) را داشتند. افزون بر این بیشترین اندازه های میانگین فرسایندگی باران ماهانه با اعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در آوریل، اکتبر و نوامبر به ترتیب برابر با 27/27، 25/81، 25/56 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت مشاهده شد. از طرفی 12/81% از مساحت منطقه ی مطالعه شده در طبقه های متوسط تا خیلی زیاد فرسایندگی باران در بخش شمالی بزرگ آبخیز دریای خزر بود، که می تواند در اولویت بندی مناطق مختلف برای انجام اقدام های حفاظتی به منظور کاهش اثر عامل فرسایندگی باران بر اندازه ی فرسایش خاک و تولید رسوب استفاده شود.
نتیجه گیری و پیشنهادهابراساس نتایج این پژوهش می توان گفت که نوسان فرسایندگی باران در ماه ها و فصل های مختلف نیز متاثر از توزیع زمانی بارش در طول سال است. بنابراین بیشترین اندازه های فرسایندگی باران در اکثر مناطق مطالعه شده مطابق با زمان های اصلی فعالیت های کشاورزی (کاشت و برداشت محصولات) است و زمان های بحرانی برای فرسایش خاک به شمار می روند. نتایج بررسی الگوی مکانی فرسایندگی باران در بخش ایرانی بزرگ آبخیز دریای خزر نشان داد که تغییرات نسبی زیادی بین مناطق مختلف از جلگه تا بخش های بلند است. این الگو اگرچه تا حدی منطبق بر الگوی تغییرات اقلیمی از مناطق خشک تر و کم باران تر به مناطق مرطوب تر و پرباران تر است، اما نوع نزولات جوی و به طور ویژه برف در مناطق بلند باعث کاهش فرسایندگی باران در این مناطق شده است. بنابراین در این پژوهش ارزیابی زمانی فرسایندگی باران با اعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در آن، با زمان بندی حضور و تراکم پوشش گیاهی در سطح خاک نتایج قابل استنادتری برای استفاده ی مدیران و برنامه ریزان آمایش سرزمین به ویژه در بخش کشاورزی برای انتخاب نوع محصولات مناسب برای هر منطقه خواهد داشت.
کلید واژگان: نابودی خاک, زمین آمار, سطح پوشش برف, شاخص فرسایندگی باران, مدیریت آبخیزIntroduction and ObjectiveAwareness of the pattern of spatial and temporal variations of the rainfall erosivity is essential for improving soil erosion estimates, especially considering snow cover in different months. In the Caspian Sea Basin, due to the low distance between mountain regions and rainy plain, estimation of rainfall erosivity factor without considering snow cover correction coefficients is associated with a significant uncertainty. Accordingly, the current study aims to analyze the spatiotemporal variations of the rainfall erosivity factor with considering snow cover correction coefficient in the Iranian part of the Caspian Sea Basin.
Materials and MethodsTo prepare monthly, seasonal and annual rainfall erosivity factor, monthly rainfall data of 56 synoptic stations of the Caspian Sea Basin were obtained from the national meteorological organization and statistical yearbooks with a common statistical period of 20-25 years (1996-2020). As a result, the rain erosive layer in different time bases using Co-Kriging geostatistical method with auxiliary variable of height above sea level with less root mean square error (RMSE) was used as the most common evaluation index and selection of the optimal method. Then the monthly snow cover layer was prepared from MOD10CM product and the rainfall erosivity for each month was modified.
Results and DiscussionBased on the results, the average annual rainfall erosivity factor of the Iranian part of the Caspian Sea Basin was 254.61 (MJ mm ha-1 hr-1), while by considering the snow cover correction coefficient, the rainfall erosivity value was redused to 210.53 (MJ mm ha-1 hr-1). Also, Bandar Anzali and Manjil synoptic stations have the highest and lowest values of the average annual rainfall erosivity factor equal to 749.30 and 162.87 (MJ mm ha-1 hr-1), respectively. In addition, after considering the snow cover correction coefficient, the highest monthly rainfall erosivity values of 27.27, 25.81 and, 25.56 MJ mm ha-1 hr-1 were observed in April, October and, November, respectively. On the other hand, 12.81% of the studied area is in the medium to very high levels of rainfall erosivity in the northern part of the Caspian Sea Basin, which can be used to prioritize different areas in order to carry out conservation measures to reduce the effect of the rainfall erosivity factor on the amount of soil erosion and sediment yield were used.
Conclusion and SuggestionsBased on the results of the current research, it can be stated that the fluctuation of rainfall erosivity in different months and seasons is also affected by the rainfall time distribution throughout the year. Therefore, the maximum amounts of rainfall erosivity in most of the studied areas correspond to the main times of agricultural activities, i.e. planting and harvesting, which are critical times for soil erosion. Investigating the spatial pattern of rainfall erosivity in the Iranian part of the Caspian Sea Basin shows many relative changes between different regions from the plains to the highlands. Although this pattern is somewhat consistent with the pattern of climate changes from drier and less rainy areas to wetter and morerainy areas, the type of precipitation and especially snow in high areas has reduced the rainfall erosivity in these areas. Therefore, the temporal evaluation of rainfall erosivity resulting from the current research, in which the snow cover correction coefficient is applied, with the timing of the presence and density of vegetation on the soil surface, provides more reliable results for land management managers and planners, especially in the agricultural sector, to choose the right type of crops for each will place the area.
-
مقدمه و هدف
این تحقیق با هدف بررسی خصوصیات کیفی و کمی منابع آب زیرزمینی دشت بم- نرماشیر با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و زمین آمار انجام شد.
مواد و روشها:
در این راستا از روش زمین آماری کریجینگ و سیستم اطلاعات جغرافیایی جهت بررسی توزیع مکانی خصوصیات کیفی (شامل میزان کلر، هدایت الکتریکی، غلظت املاح محلول، منیزیم، پتاسیم، اسیدیته، سولفات و بیکربنات) و شاخص کیفیت آب زیرزمینی (GQI) و نیز عمق آب زیرزمینی در دوره آماری ده ساله 1400-1390 استفاده شد.
یافته ها:
نتایج حاصل از تهیه نقشه های توزیع مکانی متغیرهای کیفیت آب در دوره آماری مورد بررسی حاکی از افزایش مقدار این پارامترها (به جز متغیر pH) از جنوب به شمال دشت است. بهطوری که از نیمه دشت بهسمت شمال این روند افزایشی شدت بیشتری بهخود میگیرد. نتایج حاصل از تهیه نقشه تفاضل شاخص GQI در طول دوره 10 ساله مورد بررسی حاکی از آن است که در سطح کوچکی از دشت وضعیت کیفیت آب زیرزمینی بهبود یافته است و در سایر مناطق دشت بویژه در قسمت های شمالی آن میزان اختلاف این شاخص در ابتدا و انتهای دوره آماری بیش از 400 واحد افزایش یافته است. این موضوع نشان دهنده افت شدید کیفیت آب در این دوره در عمده بخش های دشت است. نتایج حاصل از نقشه هم تغییر عمق آب زیرزمینی حاکی از آن است که به جز بخش بسیار کوچکی در قسمت های میانی دشت در سایر نقاط دشت شاهد افت بالای سطح آب زیرزمینی می باشیم که میزان این افت در غربیترین نقطه دشت حتی به میزان حدود 52 متر رسیده است و در سایر نقاط دشت بهطور متوسط به افت 9/8 متری میرسد.
نتیجه گیری:
نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان می دهد که در بخش بسیار کوچکی از جنوب دشت کیفیت آب زیرزمینی جهت مصارف شرب خوب میباشد و به جز این بخش در سایر نقاط دشت کیفیت آب زیرزمینی جهت مصارف شرب نامناسب میباشد. اضافه برداشت و افت سطح ایستابی آبخوان موجب بالاآمدگی آب شور و تداخل سفره آب شور و شیرین در تمام نواحی دشت بویژه نواحی مرکزی آن شده که ادامه این روند میتواند در آیندهای نه چندان دور شوری آبخوان را به حدی بالا ببرد که تمام فعالیتهای کشاورزی و دامپروی منطقه را نیز نابود کند. همچنین در بخش مطالعه کمی آب زیرزمینی، نتایج حاکی از روند شدید و فزاینده میزان بهرهبرداری و در نتیجه کاهش سطح آب زیرزمینی است.
کلید واژگان: افت سطح آب, دشت بم- نرماشیر, زمین آمار, شاخص کیفیت آب زیرزمینی (GQI), مصرف شربIntroduction and ObjectiveThis research set out to determine the qualitative and quantitative characteristics of groundwater resources in Bam-Narmashir plain by using Geographic Information System and Geostatistics.
Material and MethodsIn this regard, the geostatistical method of Kriging and Geographic Information System was used to investigate the spatial distribution of qualitative characteristics (e.g., chlorine content, electrical conductivity, dissolved solute concentration, magnesium, potassium, acidity, sulfate, and bicarbonate) and the groundwater quality index (GQI) as well as the depth of ground water in the ten-year statistical period of 2011-2021.
ResultsThe results of the preparation of spatial distribution maps of water quality variables in the statistical period revealed an increase of the value of these parameters (except for the pH variable) from the south to the north of the plain. So that from the middle of the plain to the north, this increasing trend becomes more intense. The results of preparing the difference map of GQI index during the 10-year period under investigation indicated that the quality of ground water improved in a small area of the plain and in other areas of the plain, especially in the northern parts, the difference of this index at the beginning and end this period increased by more than 400 units. This issue shows the severe drop in water quality during this period in most parts of the plain. The results of the groundwater depth change map disclosed that, except for a very small part in the middle parts of the plain, in other parts of the plain were observed a drop in the level of underground water reported to be 52 meter in the most western part of the plain and on average about 9.8 meter in other parts of the plain.
ConclusionThe results of this research showed that the quality of ground water was good for drinking purposes in a very small part of the south of the plain as an except, having an unsuitable for drinking purposes category in other parts of the plain. Overharvesting and lowering of the aquifer's water level has caused the rise of salt water and the interference of the salt and fresh water table in all areas of the plain especially its central areas, which the continuation of this process can increase the salinity of the aquifer to such an extent causing deterioration of all activities in agriculture and animal husbandry in the region. Furthermore, in the results of quantitative study of ground water indicated a strong and increasing trend in the amount of exploitation leading a decrease in the level of groundwater.
Keywords: Bam-Narmashir plain, Drinking consumption, Geostatistics, Ground water quality index, Water level drop -
تبخیر و تعرق (ET) یکی از مهم ترین اجزای چرخه ی هیدرولوژیک و یک عامل مهم در تعیین نیاز آب می باشد که توزیع مکانی و برآورد دقیق آن برای بسیاری از مطالعات نظیر بیلان آب، شبیه سازی تولید گیاهی، برنامه ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب اهمیت بسیاری دارد. همچنین استفاده از روش زمین آمار یکی از راه های تخمین تبخیر و تعرق در نقاط فاقد ایستگاه می باشد. در این تحقیق برای شبیه سازی تبخیر و تعرق حوزه آبخیز دربند سملقان از مدل هیدرولوژیکی SWAT استفاده شد. فرآیند واسنجی برای بازه زمانی 1385 تا 1391 و فرآیند اعتبارسنجی در بازه زمانی 1392 تا 1395 انجام شد. برای ارزیابی نتایج شبیه سازی از شاخص های R2 (ضریب تبیین)، bR2 (ضریب همبستگی وزنی)، NS (نش- ساتکلیف) استفاده گردید. در مرحله واسنجی ضرایب R2،bR2 و NS به ترتیب برابر 74/0، 71/0و 68/0 و در مرحله اعتبارسنجی برابر 69/0، 62/0 و 59/0 حاصل گردید. بعد از انجام آنالیز حساسیت، 14 پارامتر موثر بر بیلان آبی حوزه مشخص گردید که شماره منحنی (CN2) بعنوان مهم ترین پارامتر شناخته شد. در ادامه با استفاده از نتایج حاصل از آنالیز مکانی داده ها در این تحقیق مدل نمایی (Exponantial) با توجه به مقدار RMSe کمتر و همبستگی بیشتر بعنوان مناسب ترین مدل جهت پهنه بندی انتخاب گردید.
کلید واژگان: تبخیر و تعرق پتانسیل, مدل SWAT, زمین آمار, مدل نمایی, حوزه آبخیز دربندIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:17 Issue: 61, 2023, PP 21 -29Evapotranspiration (ET) is one of the most important components of the hydrological cycle and an important factor in determining water demand, its spatial distribution and accurate estimation for many studies such as water balance, crop production simulation, program Irrigation planning and water resources management are very important. Also, using of geostatistical methods is one of the ways to estimate evapotranspiration in places without stations. In this study, SWAT hydrological model was used to simulate evapotranspiration of Samalghan watershed . To evaluate the simulation results, indices R2 , bR2 , NS was used. In the calibration stage, the coefficients of R2, bR2 and NS were equal to 0.74, 0.71 and 0.68, respectively, and in the validation stage, they was equal to 0.69, 0.62 and 0.59. .Then, using the results of spatial analysis of data in this study, the exponantial model was selected as the most appropriate model for zoning due to the lower RMSe value and higher correlation.
Keywords: evapotranspiration, SWAT model, geostatistics, exponential model, Darband watershed -
سفره های آب زیرزمینی از مهمترین منابع تامین آب به ویژه برای مناطق خشک و کم آب هستند. افزایش بهره برداری از سفره های آب زیرزمینی باعث افت چشمگیری در ذخیره شده است. در این مطالعه با استفاده از شاخص منابع آب زیرزمینی به بررسی خشکسالی هیدروژیولوژیک در محدوده مطالعاتی دشت گرمسار پرداخته شد. ابتدا مقدار شاخص با استفاده از داده های سطح آب در 16 حلقه چاه پیزومتری با طول دوره آماری مشترک 11 ساله (1390-1380) برای ابتدای دوره، میان دوره و انتهای دوره محاسبه شد. سپس با استفاده از روش های مختلف درون یابی شامل روش های زمین آماری از جمله کریجینگ معمولی(OK)، کریجینگ ساده (SK) روش قطعی عکس مجذور فاصله (IDW) نقشه شاخص در این سه دوره تهیه شد. از معیارهای میانگین مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای ارزیابی روش های درون یابی استفاده شد. نتایج نشان داد که مقادیر معیار های MAE و RMSE برای روش کریجینگ ساده کمتر از سایر روش ها بوده و نشان دهنده مناسب بودن این روش برای پهنه بندی خشکسالی با شاخص GRI است. بیشترین خشکسالی هیدروژیولوژیک دشت گرمسار مربوط به انتهای دوره یعنی مربوط به سال 1390بود که 16/ 91 درصد از محدوده مورد مطالعه را خشکسالی شدید فرا گرفته بود . برای بررسی تاثیر خشکسالی هواشناسی بر روی سطح آب زیرزمینی از شاخص SPI استفاده شد. همبستگی بین شاخص GRI و SPI نشان میدهد که SPI با مقیاس زمانی بلند مدت 48 ماهه بیشترین همبستگی (53/0 = 2 R) را با خشکسالی هیدروژیولوژیک دارد.
کلید واژگان: خشکسالی هیدروژئولوژیک, دشت گرمسار, روش های درون یابی, زمین آمارGroundwater is important water resource supply, especially in arid and semi- arid regions. Increased utilization of the ground water aquifer leads to significant reduction in the storage of reservoirs. This study evaluates the hydrogeological drought in Garmsar plain using Groundwater Resource Index (GRI). First, we used 17 piezometric wells data over 2001-2011 statistical period to calculate GRI in the beginning, middle and end of the period. So, we used different interpolation method including geostatiscal method ordinary kriging (OK), simple kriging (SK) and deterministic methods including inverse distance weighting (IDW) to prepare the maps over three periods. The mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) indices were used to evaluate the accuracy of simple kriging, ordinary kriging and IDW classification based on the drought maps. The results showed that the values of MAE and RMSE criteria for simple Kriging is better than the other methods and indicates the suitability of this method for zoning GRI. According to the results, the most severe hydrogeological drought in Garmsar plain was at the end of 2011, that 91.16 % of the study area was suffered from severe drought. SPI was used for considering the effects of meteorological drought in the time scale of 3, 6, 9, 12, 24 and 48 months on groundwater. The correlation between SPI and GRI showed long-term timescale of 48 monthly has the greatest correlation with groundwater level.
Keywords: Hydrogeologic, Drought, Garmsar plain, Geostatistics, interpolation -
سابقه و هدف
اهمیت دستیابی به اطلاعات و آمار واقعی از اثر بخشی پروژه های آبخیزداری و مرتعداری درنهایت ارزیابی فنی و اقتصادی آنها از طریق حوزه های معرف و زوجی امکانپذیر می باشد. از آنجایی که عملیات مدیریتی و خصوصیات توپوگرافی تاثیر زیادی بر روی نگهداشت کربن در اکوسیستم ها دارد. هدف تحقیق حاضر تعیین میزان کربن آلی خاک با توجه به تغییرات برخی عوامل توپوگرافی شامل ارتفاع، جهت و درصدهای مختلف شیب در منطقه مورد مطالعه و اندازه گیری و پهنه بندی میزان کربن قبل از انجام اقدامات آبخیزداری شامل عملیات بیولوژیکی و مکانیکی در بخشی از مراتع حوضه زوجی گنبد همدان می باشد.
مواد و روش هابه همین منظور 27 واحد کاری در بخشی از مراتع زیر حوضه نمونه به مساحت 25 هکتار به عنوان منطقه نمونه برداری انتخاب شد. نمونه های مرکب مشتمل از 5 نمونه خاک از مرکز و چهار گوشه پلات هایی به ابعاد10*10 مترمربع و از عمق 0-10 سانتی متر جمع آوری و پارامترهای میزان ماده آلی و کربن آلی، بافت، وزن مخصوص ظاهری، هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. به منظور انجام تجزیه و تحلیل های آماری از نرم افزار SAS v9.1 استفاده شد. پس از انجام آزمون های نرمالیتی، همگنی واریانس بروش آنالیز واریانس ANOVA بدست آمد. سپس جهت بررسی میزان همبستگی و تعیین ارتباط بین متغیر های مستقل و وابسته (کربن آلی) از ضریب همبستگی پیرسون و آنالیز رگرسیون خطی استفاده شد. به منظور ارزیابی تغییرات مکانی کربن آلی خاک و تهیه نقشه پهنه بندی. پس از تست نرمال بودن داده ها ، انواع روش های درون یابی بکار رفته و سپس پارامترهای موثر در آنها بهینه شدند. در نهایت، با استفاده از معیارهای آماری میانگین مطلق خطا و ریشه دوم میانگین مربعات خطا مقدار انحراف داده های واقعی با داده های برآوردی سنجیده و بهترین روش میانیابی کربن آلی خاک مشخص گردید.
نتایجنتایج تحقیق نشان داد پارامترهای فیزیوگرافی شامل شیب جهت و ارتفاع اثر معنی داری بر میزان کربن آلی خاک سطحی ندارند (05/≤0p). هر چند میزان کربن و ماده آلی خاک منطقه تحت تاثیر پارامتر جهت شیب قرار گرفت (05/0≥p). به طوری که جهت شیب شمالی به ترتیب دارای بیشترین میزان کربن و ماده آلی (46/8 و 87/55 تن/هکتار) و جهت شیب جنوبی به ترتیب دارای کمترین میزان کربن و ماده آلی (9/0و 77/22 تن/هکتار) می باشد. مراتع منطقه مورد مطالعه از لحاظ زمان بهره برداری جزو مراتع ییلاقی ست که بطور متوسط دارای 45% پوشش گیاهی است. تیپ اصلی مراتع منطقه عمدتا Astragalus spp. وspp. Stipa، است که با توجه به مطالعه اثرات ویژگیهای توپوگرافیک این حوزه، فقیرترین پوشش در جهت شیب جنوبی مشاهده شد که خود از عوامل مهم کاهش ذخیره کربن آلی در شیب جنوبی است. نتایج بهینه سازی، روش های زمین آماری با استناد به آماره های خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و میانگین مطلق خطا (MAE) نشان داد براساس روش کوکریجینگ ساده از بین سایر روش ها داری خطای کمتری می باشد. و تهیه نقشه پهنه بندی کربن نشان از توزیع مکانی ضعیف و میزان پایین ترسیب کربن در منطقه می باشد.
نتیجه گیرینتایج حاصل از آنالیزهای آماری در این تحقیق حاضر نشان کربن آلی خاک منطقه تحت تاثیر پارامترهای فیزیوگرافی حوضه قرار ندارد، اما تغییرات میزان کربن آلی و ماده آلی خاک نسبت به تغییرات جهت شیب معنی دار بود. تغییرات کربن آلی منطقه در جهات شیب، تحت تاثیر تغییرات پوشش گیاهی و عمق خاک قرار گرفته است. کاهش پوشش گیاهی شیب جنوبی بمعنی کاهش ورودی کربن آلی به خاک است. هرچند که بالاترین میزان کربن آلی خاک سطحی در شیب شمالی منطقه نیز بمیزان 46/8 تن/هکتار برآورد شده است که میتوان گفت که حوزه آبخیز گنبد در مجموع از لحاظ کربن آلی فقیر است.
کلید واژگان: ترسیب کربن, پارامترهای فیزیوگرافی, زمین آمار, گنبدJournal of Rangeland, Volume:16 Issue: 4, 2023, PP 846 -859Background and objectivesAccess to real information and data on the impact of watershed management projects and their technical and economic evaluation is possible through representative and paired catchments. Since management operations and topographic characteristics have a great impact on carbon retention in ecosystems, this study aimed to determine the amount of soil organic carbon due to changes in some topographic factors including altitude, direction, and different percentages of slope and measurement and zoning of soil organic carbon before biological and mechanical watershed management operation.
MethodologyFor this purpose, 27 land units in a part of the rangelands of sample sub-basin with an area of 25 hectares were selected as the study area. soil samples were collected from plots with dimensions of 10 * 10 m2 per unit. Composite samples consisting of 5 soil samples were collected from the center and four corners of the mentioned plots from a depth of 0-10, Soil samples were analyzed for some soil properties; including, organic carbon, organic matter, texture, bulk density, electrical conductivity, and pH.. SAS v9.1 software was used for statistical analysis. After performing normality tests, homogeneity of variance was obtained by ANOVA analysis test. Then, Pearson correlation coefficient and linear regression analysis were used to evaluate the correlation and determine the relationship between independent and dependent variables (organic carbon) then, the evaluation of spatial changes of soil organic carbon and zoning map were investigated using the geostatistical method after testing the normality of the data, interpolation methods were used and the effective parameters were optimized. Finally, using the statistical criteria of Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE) the amount of deviation of the actual data was measured with the estimated data and the best method for interpolation of soil organic carbon was determined.
ResultsThe results showed no significant changes of soil organic carbon in response to physiographic parameters. However, soil organic matter and organic carbon was significantly influenced by different aspects (p≤0.05). The maximum (8.46 and 55/87 t/ha) and minimum (0.9 and 22/77t/ha) organic carbon and soil organic matter were observed in north-facing and south-facing slope, respectively. Furthermore, there was a positive correlation between soil OC and organic matter and negative correlation with Ph. In order to interpolate soil OC, geostatistical and Classical statistics methods were compared considering RMSE and MAE values following by optimization procedure. The results showed geostatistical methods have lower error and higher accuracy comparing to Classical statistics methods. In summary, simple Co-kriging with organic carbon as auxiliary variable is the most appropriate one for soil organic carbon interpolation in the study area. The results indicate poor spatial distribution and low carbon sequestration in the region due to the degradation of rangelands. The exploitation and overgrazing of livestock is one of the main factors of low carbon storage potential in this basin
ConclusionThe results of statistical analysis in this study show that the soil organic carbon of the region is not affected by the physiographic parameters of the basin, but changes in the amount of organic carbon and soil organic matter were significant compared to changes in slope direction.. Changes in the organic carbon of the area in the slope directions are affected by changes in vegetation and soil depth. Decreased vegetation on the southern slope means the reduced entry of organic carbon into the soil. However, the highest level of organic carbon in the topsoil in the northern slope of the region is estimated at 8.46 tons/hectare, which can be said that the Gonbad watershed is generally poor in terms of organic carbon.
Keywords: Carbon sequestration, physiographic parameters, Geostatistics, Gonbad -
اهداف اصلی این پژوهش تهیه نقشه پیش بینی رویشگاه بالقوه گونه Agropyron intermedium، با استفاده از مدل Maxent، یافتن عوامل مهم تاثیرگذار در استقرار و توزیع این گونه و گرایش ترجیحی گونه مورد نظر نسبت به عوامل محیطی بوده است. برای این منظور، اطلاعات وضعیت سایت شامل توپوگرافی، آب و هوا، زمین شناسی و خاک، تصاویر ماهواره ای، مدل ارتفاع دیجیتال(DEM) ، نقشه زمین شناسی و داده های اقلیمی (از ایستگاه های مرتبط) تهیه شدند. بعد از این مرحله، نمونه برداری از خاک و پوشش گیاهی انجام شد و نمونه های خاک به آزمایشگاه منتقل شدند. در آزمایشگاه نمونه های خاک شامل آهک، ماده آلی، بافت خاک، اسیدیته، هدایت الکتریکی و درصد سنگ و سنگریزه اندازه گیری شدند. برای تجزیه و تحلیل اطلاعات و ارایه نقشه متغیرهای محیطی از روش های زمین آمار و برای ارایه نقشه پیش بینی از مدل Maxent استفاده شد. مقدار ضریب کاپا حاکی از آن است که مدل Maxent رویشگاه گونه A. intermedium را در سطح بسیارخوب (85/0=kappa) پیش بینی کرده است. همچنین دقت طبقه بندی نقشه های زیستگاه پیش بینی شده در مدل Maxent با توجه به تحلیل منطقه زیر منحنی (771/0= AUC) قابل قبول است. نتایج نشان داد که متغیرهای توپوگرافی و رس خاک در حضور و پراکنش گونه A. intermedium بیشترین تاثیر را دارد و افزایش آهک و هدایتت الکتریکی تاثیر منفی بر حضور این گونه دارد.
کلید واژگان: مدل Maxent, رویشگاه بالقوه, زمین آمار, Agropyron intermediumThe main objectives of this study were to prepare a prediction map of the potential habitat of Agropyron intermedium and Find important factors influencing the establishment and distribution of this species and the preferred tendency of the species was relative to environmental factors Using the Maxent model. For modeling, region condition information was prepared including topography, climate, geology and soil, satellite images, digital elevation model (DEM), geology map, and climatology data. Then soil and plants sampling was performed and Soil samples were transferred to the lab. Soil properties were measured including gravel, pH, EC, lime, organic matter, N, K, P, sand, clay, and silt in the laboratory. Geostatistical methods were used for data analysis and mapping of environmental variables and the Maxent model was used for prediction maps. Kappa coefficient indicates that the Maxent model predicted A. intermedium habitat at a very good level (kappa = 0.85). Also, the accuracy of the classification of habitat maps predicted in the Maxent model is acceptable according to the analysis of the area under the curve (AUC = 0.771). The results showed that topographic variables and clay soil factor in the occurrence and distribution of A. intermedium has the greatest effect and increasing lime and ec have a negative influence on the presence of this species. A. intermedium is a desirable species that in addition to being used in creating hand-planted pastures, it is very important in improving and developing rangelands, especially in cold regions. Therefore, maintaining genetic and scientific,
Keywords: MaxEnt model, Potential habitat, Geostatistical, Agropyron intermedium -
یکی از مشکلات مهم مطالعات منابع آب، تخمین توزیع مکانی بارندگی بر اساس مشاهدات نقطه ای می باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، ارزیابی روش های درون یابی شامل روش های آمارکلاسیک (عکس فاصله ی وزنی، توابع پایه شعاعی، چند جمله ای عام، چند جمله ای محلی) و روش های زمین آماری (کریجینگ و کوکریجینگ) به منظور تخمین بارندگی ماهانه و سالانه در حوزه آبخیز دریاچه نمک و بررسی تغییرات مکانی آن ها در محدوده زمانی سال آبی 1367-1366 تا 1396-1395 انجام شد. در این پژوهش، به منظور مقایسه روش های درون یابی در تهیه نقشه هم باران حوزه آبخیز دریاچه نمک، از110 ایستگاه هواشناسی در داخل حوزه آبخیز مذکور با طول دوره آماری 30 ساله استفاده شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد به طور کلی در داده های سالانه با توجه به شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) روش های زمین آماری کوکریجینگ و کریجینگ به ترتیب در رتبه اول و دوم بهترین برآورد را از بارندگی به دست می دهند به طوری که در داده های سالانه روش کوکریجینگ با RMSE، 68/63 میلی متر بهترین برآورد را داشته است. هم چنین در داده های ماهانه روش های توابع پایه شعاعی، کوکریجینگ و کریجینگ بهترین برآورد را از بارندگی داشتند. به طور کلی در اکثر موارد روش های زمین آماری در تخمین بارندگی ماهانه و سالانه حوزه آبخیز دریاچه نمک بیش تخمینی داشته اند.کلید واژگان: بارندگی, تحلیل مکانی, زمین آمار, سامانه اطلاعات جغرافیایی, کریجینگ معمولیOne of the important problems of water resources studies is estimating the spatial distribution of rainfall based on point rainfall observations. In the present study, interpolation methods including definitive mathematical methods including Inverse Distance Weighting(IDW) and Radial Basis Functions (RBF), Global polynomials, and local polynomials, and Kriging and Cokriging geostatistical methods using Geographic Information System (GIS) to estimate monthly and annual rainfall in the Namak lake watershed were evaluated. Spatial distribution analysis was carried out in the period 1988-1999 to 2006-2007 water year. In this study, in order to compare interpolation methods in iso-rainfall of the Namak lake watershed, 110 meteorological stations into the mentioned watershed with the statistical period of 30 years were used. The results showed that overall in annual rainfall according to Root Mean Square (RMSE) index, Cokriging and Kriging geostatistical methods in rank one and two, respectively have the best rainfall estimation. Therefore, Cokriging method with RMSE of 63.68mm had the best estimation. RBF, Cokriging and Kriging methods had also in the best estimation for monthly rainfall data. In general, geostatistical methods have been overestimated in monthly and annual rainfall estimation in the Namak lake watershed.Keywords: Rainfall, Spatial analysis, Geostatistics, Geographic Information System, Ordinary Kriging
-
فرونشت سطح زمین از جمله مخاطرات محیطی است که بشر در دهه های اخیر به دلیل برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در دشت ها با آن مواجه است. آبخوان دشت مرودشت نیز در سال های اخیر به صورت چشم گیر با این پدیده روبه رو شده است. قرار گرفتن بناهای تاریخی مانند تخت جمشید در این آبخوان، مسئله بررسی فرونشست را حایز اهمیت می نماید. پژوهش حاضر، به بررسی رابطه بین میزان فرونشست و برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در آبخوان مرودشت پرداخته است. در این پژوهش، به منظور بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی از روش زمین آمار کریجینگ و برای برآورد میزان فرونشست سطح زمین از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری و از تصاویر راداری COSMO-SkyMed استفاده شد. نتایج نشان داد، میانگین افت سالیانه آب زیرزمینی برابر با 45 سانتی متر می باشد. از طرفی، بیشترین میزان فرونشست در منطقه کناره در بین بازه زمانی 1392.07.09 تا 1392.11.12 برابر 2.5 سانتی متر و حدود 15 درصد منطقه دارای نشستی کمتر از یک سانتی متر در این دوره زمانی می باشد. در این دشت با مقایسه نقشه افت سطح آب زیرزمینی و نقشه جابه جایی سطح زمین مشخص می شود، در نواحی که افت سطح آب زیرزمینی بیشتر بوده است، بیشترین میزان جابه جایی نیز رخ داده است و تقریبا به ازای هر 45 سانتی متر افت تراز آب زیرزمینی حدود یک سانتی متر زمین در این منطقه دچار نشست می شود. مقایسه بین وسعت و الگوی فرونشست حاصل از نتایج تکنیک تداخل سنجی راداری با موقعیت، تراکم چاه ها و برداشت آب های زیرزمینی در این دشت نشان می دهد که فرونشست درست در همان مناطقی که تراکم این چاه ها و برداشت از منابع آب زیرزمینی زیاد است، اتفاق افتاده است.
کلید واژگان: استان فارس, دشت مرودشت, زمین آمار, کریجینگ, COSMO-SkyMedEarth's subsidence is one of environmental hazards that humankind faces in recent decades due to the extraction of groundwater resources in the plains. Over the past years, the desertification of plains in Iran has caused a great deal of economic and social damages to the country due to the decline in groundwater levels. Marvdasht Plain Aquifer has been significantly affected by this phenomenon in recent years. On the other hand, considering the location of historical monuments like Persepolis in this village, the issue of subsidence checking is important. Therefore, the present study investigates the relationship between the amount of groundwater extraction and subsidence situation in this region. In this study, Kriging statistical method was used to study the changes in groundwater level, and radar differential interferometry and COSMO-SkyMed radar images were used to estimate the rate of subsidence. Results showed that the average annual groundwater loss is 45 centimeters. On the other hand, the highest rate of subsidence in the oblast area is between 2.5 centimeters and about 15% of the area has a subsidence of less than one cm in the period from 2013/10/01 to 2014/02/01. Comparing the map of the groundwater level and the map of the earth's surface displacement, showed that the areas with the highest groundwater abundance have the highest displacement and ground falls about one cm for every 45 cm of groundwater level drop. Comparison between amplitude and subsidence pattern obtained from the results of radar interferometry technique with location, the density of wells and groundwater abstraction in this plain shows that subsidence has occurred in the same areas where the density of these wells and extraction of groundwater resources is high.
Keywords: COSMO-SkyMed, Fars province, Geostatistics, Kriging, Marvdasht Plain -
وقوع خشکسالی های پی درپی را می توان مهم ترین بحران محیطی دانست که به همراه عوامل دیگری چون افزایش جمعیت و برداشت بی رویه، باعث افزایش عمق آب زیرزمینی، بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک شده است. هدف از این تحقیق بررسی ارتباط زمین آماری عمق آب زیرزمینی و ارزیابی به کارگیری آمار بارش جهت تخمین ماهیانه عمق آب زیرزمینی چاه های شاخص واقع در دشت داراب (استان فارس) می باشد. انتخاب این چاه ها بر اساس تکنیک خوشه بندی تکاملی PSO انجام گرفته است. بدین ترتیب سه چاه مشاهده ای که بیشترین نزدیکی را به مرکز خوشه های محاسبه شده داشتند، به عنوان نماینده خوشه ها انتخاب گردیدند. این چاه ها در مناطق کرسیا، دولت آباد و فتح آباد به ترتیب برای خوشه های 1 الی 3 واقع می باشند. اطلاعات ماهیانه عمق آب زیرزمینی در حدفاصل سال های 1382 تا 1398بکار گرفته شده است. آنالیز داده ها در محیط GS+ انجام شده است و از روش های کریجینگ و کوکریجینگ در این نرم افزار استفاده شده است. در این تحقیق از آمار بارش به عنوان متغیر کمکی استفاده گردیده است. انتخاب مدل ها بر اساس کمترین مقادیر RSS و نزدیک ترین مقادیر R2 و نسبت ساختار فضایی (C/C0+C ) به عدد یک صورت گرفته است. بر این اساس، مدل های انتخاب شده برای متغیر اصلی (عمق آب زیرزمینی) در خوشه اول تا سوم به ترتیب کروی، توانی و خطی و برای مدل های واریوگرام متقابل (بارش - عمق آب زیرزمینی) همگی از نوع کروی به دست آمده اند. نتایج به کارگیری روش های کریجینگ و کوکریجینگ که به ترتیب از مدل سمیواریوگرام متغیر اصلی و واریوگرام متقابل استفاده می نمایند، نشان داد که هم در مرحله اعتبارسنجی و هم در مرحله تست، روش کوکریجینگ از دقت بالاتری نسبت به روش کریجینگ برخوردار است. این نتایج برای مرحله تست درروش کریجینگ و کوکریجینگ، شامل مقادیر (92/0 و 41/0)، (54/0و 52/)0 و (25/1 و 95/0) برای شاخص ریشه مربعات مجذور خطا به ترتیب در مناطق 1، 2 و 3 می باشد.
کلید واژگان: بارش, روش کریجینگ و کوکریجینگ, زمین آمار, عمق آب زیرزمینیSuccessive drought events as one of the most important environmental crises, along with population growth and uncontrolled water extraction, have led to an increase in the depth of groundwater, especially in arid and semi-arid regions. The purpose of this study is to investigate the geostatistical relationship between groundwater depth data and groundwater depth based on precipitation data in three observation wells located in Fars province. These wells were selected based on the PSO clustering technique. Thus, the three observation wells that were closest to the center of the calculated clusters were selected as the representative of the clusters. These wells are located in Karsia, Dolatabad, and Fatehabad regions for clusters 1 to 3, respectively. Monthly groundwater depth data has been used from 2003 to 2017. Kriging and cokriging methods were performed in the GS+ environment. In this research, precipitation data was used as an auxiliary variable. Furthermore, the models were selected based on the lowest RSS values and the nearest R2 values, and the spatial structure ratio (C / C0 + C) to one. Accordingly, the selected models for the main variable (groundwater depth) in the first to third clusters are spherical, power, and linear, respectively, and for cross-variogram models (precipitation - groundwater depth) are all spherical. The results showed that in the validation and test stage, the Cokriging method has higher accuracy than the Kriging method. The test stage in kriging and cokriging methods for RMSE index are (0.92 and 0.41), (0.54 and 0.52), and (1.25 and 0.95) in 1, 2, and 3 clusters, respectively.
Keywords: Precipitation, Kriging method, Cokriging method, Geostatistics, Groundwater depth -
تخمین بارش در حوضه های فاقد داده هواشناسی اهمیت زیادی در مطالعات هیدرولوژی و پیش بینی سیلاب دارد. با توجه به فقدان ایستگاه های هواشناسی با آمار بلندمدت در استان مازندران و همچنین ماهیت تصادفی بودن داد ه های بارش، استفاده از روش های آماری مبتنی بر متغیرهای کمکی و مقایسه آن ها با روش های زمین آماری برای درون یابی داده های بارندگی ماهانه و سالانه در این استان ضروری به نظر می رسد. به همین منظور در این تحقیق از داده های بارش 21 ایستگاه هواشناسی طی دوره آماری 13ساله (2016-2004) استفاده شد و شش روش درون یابی شامل کریجینگ عمومی، کوکریجینگ، وزنی عکس فاصله، اسپلاین، رگرسیون کریجینگ و گرادیان خطی سه بعدی با یکدیگر مقایسه شدند. ارزیابی روش ها نیز بر اساس میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب و تحلیل رگرسیونی انجام گرفت. تحلیل واریوگرافی مدل های کروی و نمایی را به عنوان بهترین مدل نظری نیم تغییرنما نشان داد. نتایج تحلیل شاخص های خطا نشان داد روش اسپلاین دارای بیشترین خطای برآورد بارش بوده و روش گرادیان خطی سه بعدی مناسب ترین روش تهیه نقشه های هم بارش معرفی شد که توانست خطای تخمین بارش را نسبت به روش های زمین آماری بین 100 تا 200 میلی متر و حدود 40-60 درصد کاهش دهد. البته دقت تخمین آن در ماه های گرم و کم بارش کاهش می یابد. بررسی نقشه های هم بارش به خوبی دقت روش های مبتنی بر متغیر کمکی در تشخیص حلقه های کم بارش و پر بارش استان را نشان می دهد به طوری که حلقه پر بارش استان در سواحل غربی وجود دارد و با حرکت به سمت شرق استان از حجم بارش کاسته می شود. با توجه به تبعیت نقشه هم بارش از نقشه پستی و بلندی، این نکته مورد توجه است که حجم بارش نزولی اختلاف زیادی با بارش ارتفاعات این استان دارد. نتایج این پژوهش اثبات کرد استفاده از متغیرهای کمکی منجر به افزایش قابل توجه دقت نقشه های هم بارش می شود.
کلید واژگان: بارش, رگرسیون کریجینگ, زمین آمار, متغیرکمکیPrecipitation estimation in areas without recorded meteorological data is of great importance in hydrological studies and flood forecasting. Due to the lack of high-altitude meteorological stations with long-term recorded data in Mazandaran province as well as stochastic attribute of rainfall data, using statistical methods based on covariates and comparison with geostatistical methods for interpolating monthly and annual rainfall data in this province is Inevitable. For this purpose, precipitation data from 21 meteorological stations over a 13-years recorded period (2004-2013) were used. In order to determination of appropriate interpolation method of rainfall data, six models including Ordinary Kriging, Cokriging, Inverse Distance Weighting, spline, three-dimensional linear gradient and regression-kriging were investigated. Evaluation of the methods was also performed on the basis of root mean square error, mean bias error and regression analysis. Variography analysis showed spherical and exponential models as the best theoretical semivariogram models. The results of error indices analysis showed the Spline model has the lowest efficiency and the three-dimensional linear gradient was found as the most appropriate interpolation model of rainfall data which in comparison with other models reduced the rainfall estimation error from 100 to 200 mm(about 40 to 60 percent). However, its accuracy is reduced in hot and humid months. Investication of rainfall maps illustrates the accuracy of covariate based interpolation methods in detecting low rainfall and high rainfall points of the province. So that high rainfall district is located on the west coast of the province and by moving east the amount of rainfall decrease. Due to the similarity of the rainfall map and the digital elevation model, it is noted that the amount of precipitation in valleys is very different from precipitation in the highlands of this province. The results of this study showed that in areas with complex topography, the use of covariates leads to a significant increase in the accuracy of rainfall maps.
Keywords: Covariate, Geostatistic, Precipitation, Regression-Kriging -
خشکسالی های اخیر موجب افت سطح سفرههای آب زیرزمینی شده که بر کیفیت و قابلیت مصرف آب، موثر بوده است. هدف این مطالعه، بررسی تاثیر خشکسالی بر کیفیت آب زیرزمینی آبخوان دشت ایرانشهر میباشد. در این پژوهش میزان خشکسالی با استفاده از آمار ایستگاه سینوپتیک ایرانشهر طی دوره آماری 30 ساله (1395-1366) بر اساس شاخص SPI، برای سری های زمانی 6 تا 24 ماهه محاسبه شد. کیفیت آب برای 16 حلقه چاه پیزومتری و 6 رشته قنات طی سالهای 1384 تا 1396 مورد بررسی قرار گرفت. چهار مدل برتر نیم تغییر نمای کروی، نمایی، خطی و گوسین، با کمک نرمافزار GS+ 5.1 ارزیابی شد. سپس نقشههای پهنهبندی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی با استفاده از مدلهای تشخیص داده شده در Arc GIS 10.4.1 تهیه شد. نتایج نشان داد که طی دوره 1395-1366 در اکثر سالها به لحاظ وقوع خشکسالی وضعیت نرمالی بر دشت حاکم بوده است. کیفیت آب مصرفی ازلحاظ شرب در ترسالی (سال آبی 85-1384) به 4 طبقه و در خشکسالی (سال آبی 96-1395) به 5 طبقه تقسیم شده است. کیفیت خوب از نظر شرب از 53/7 درصد به 92/3 درصد کاهش داشت. کیفیت آب از شرق به غرب منطقه تنزل داشته و میزان درصد طبقات مناسب و قابلاستفاده کاهش یافته است.
کلید واژگان: خشکسالی, دشت ایرانشهر, زمین آمار, شولرIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:14 Issue: 51, 2021, PP 49 -58Recent droughts have caused a decline in the level of groundwater aquifers, which has affected water quality and usability. The aim of this study was to investigate the effect of drought on groundwater quality in Iranshahr plain aquifer. In this study, drought rates were studied using the statistics of Iranshahr synoptic station during the 30-year statistical period (1987-2017) based on SPI index in DIP software, for 6 to 24 months’ time series. Water quality was studied for 16 piezometer wells and 6 aqueducts during 2005-2017. Also, the top four models of semi-spherical, exponential, linear and Gaussin were evaluated using GS + 5.1 software. Then zoning maps of groundwater quality parameters were prepared using the models detected in ArcGIS 10.4.1. The results showed that during the period 1987-2016, normal drought has been dominated in the plain. Drinking water quality is divided into 4 classes in wet hydrological years (2005-2006) and 5 classes in drought (2016-2017). Good quality in terms of drinking decreased from 7.53 percent to 3.92 percent. Water quality has decreased from east to west of the region and the percentage of suitable and usable classes has decreased.
Keywords: Drought, Wilcox, Schuler diagram, Geostatistics, Iranshahr Plain -
آگاهی از توزیع زمانی و مکانی بارندگی یکی از مهمترین عوامل در اجرای طرحهای حفاظت آب و خاک، مهار سیلابها و مبارزه با خشکسالی و یکی از مهمترین پارامترها برای برنامهریزی منابع آب است. با توجه به تغییر قابل ملاحظه بارندگی از یک سو و کم بودن ایستگاههای بارانسنجی برای ثبت میزان بارندگی از سوی دیگر، ضرورت همبستگی مدل تخمین بارندگی در مکان اجتناب ناپذیر است. در همین راستا، زمین آمار یکی از مهمترین روشهای برآورد توزیع مکانی بارش میباشد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی روشهای زمین آماری در برآورد مقدار بارندگی سالانه، ماهانه و حداکثر بارش 24 ساعته در حوزهآبخیز هراز واقع در استان مازندران و بررسی تغییرات مکانی آنها در محدوده زمانی سال آبی 1356-1355 تا 1393-1392 میباشد. در این تحقیق، بهمنظور مقایسه روشهای زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ، معکوس وزنی فاصله و تابع پایهای شعاعی در تهیه نقشه همباران حوزه آبخیز هراز، از 40 ایستگاه هواشناسی در داخل و اطراف حوزه آبخیز مذکور با طول دوره آماری 38 ساله استفاده شد. برای این منظور با استفاده از روش اعتبارسنجی حذفی، با حذف تک تک ایستگاهها مقادیر بارش آنها تعیین و با مقادیر مشاهدهای مقایسه شد. نتایج نشان داد که تابع شعاعی برای بارش سالانه، کریجینگ ساده برای حداکثر بارش 24 ساعته و روشهای کریجینگ ساده و معمولی، کوکریجینگ، تابع پایهای شعاعی و معکوس وزنی فاصله برای ماههای مختلف، مناسبترین روش میباشند. ضمنا همبستگی مکانی مقدار بارندگی در مقیاس ماهانه از 11/6 تا 99/2 کیلومتر و در مقیاس سالانه 35/9 کیلومتر و برای حداکثر بارش 24 ساعته 3/21 کیلومتر است. این نتایج میتواند بهمنظور طراحی فواصل ایستگاههای هواشناسی برای اندازهگیری بارندگی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: زمین آمار, درون یابی, حداکثر بارش 24 ساعته, نقشه هم باران, رودخانه هرازKnowing the temporal and spatial distribution of rainfall is one of the most important factors in implementing soil and water conservation, flood control, and drought management projects and one of the most important parameters for water resource planning. Given the significant variation in rainfall on the one hand and the shortage of rain gauge stations to record rainfall, on the other hand, the requirement of correlating the rainfall estimation model to the spatial is inevitable. In this regard, geostatistics is one of the most important methods for estimating the spatial distribution of rainfall. The purpose of this study was to evaluate the geostatistical methods in annual, monthly and maximum 24-h rainfall estimations in the Haraz Watershed in Mazandaran province and to study their spatial variations in the time period of the water year 1976-1977 to 2013-2014. In this research, 40 meteorological stations with 38-year statistical period into and around the mentioned watershed were used to compare the geostatistical methods including Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function in the isohyetal map for the Haraz Watershed. For this purpose, using the cross-validation method, by removing the individual stations, their precipitation values were determined and compared with the observed values. The results showed that radial basis function for annual rainfall and simple Kriging for maximum 24-hour rainfall, and simple and ordinary Kriging, Co-kriging, inverse distance weighting and radial basis function for different monthly rainfall is the most appropriate method. There is the spatial rainfall dependency on a monthly scale from 11.6 to 99.2 km, annual scale with 35.9 km and maximum 24 hour rainfall with 21.3 km. These results can be used to design distance among meteorological stations for rainfall measurement.
Keywords: Geostatistics, Interpolation, Maximum 24-hour rainfall, Isohyetal map, Haraz river -
این تحقیق با هدف پیش بینی گسترش رویشگاه گونه Festuca ovina با روش آنتروپی حداکثر و تعیین عوامل موثر بر انتشار آن در گرادیان ارتفاعی مراتع مغان-سبلان استان اردبیل انجام شد. 28 مکان مطالعاتی انتخاب و در هر مکان مطالعاتی 3 ترانسکت و در طول هر ترانسکت 100 متری 10 پلات یک مترمربعی با فاصله ده متر از یکدیگر برای نمونه برداری انتخاب شد. نمونه برداری خاک در هر مکان مطالعاتی، از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی متری انجام شد. خصوصیات خاک با استفاده از روش های آمار مکانی، خصوصیات توپوگرافی با استفاده از مدل رقومی ارتفاع، اطلاعات اقلیمی با استفاده از داده های هواشناسی منطقه و سنجه های سیمای سرزمین به کمک نقشه کاربری تهیه شد. نقشه پیش بینی مربوط به پراکنش گونه F.ovina با استفاده از روش مدل سازی آنتروپی حداکثر تهیه شد. نقش عوامل محیطی موثر بر پراکنش گونه با استفاده از روش جک نایف و منحنی های پاسخ بررسی گردید. متغیرهای ارتفاع، شیب، تغییرات اندازه ضریب لکه، پتاسیم عمق 30-15 و آهک عمق 15-0 بیشترین سهم را در مدل داشتند. شاخص سطح زیر منحنی (AUC) برابر 86/0 به دست آمد که نشان دهنده صحت و کارایی متوسط مدل در شناسایی مطلوب ترین مناطق پراکنش است. ضریب کاپای حاصل از مقایسه نقشه های پیش بینی و واقعی مقدار 72/0 به دست آمد که در سطح خیلی خوب است.کلید واژگان: مدل سازی آشیان بوم شناختی, مطلوبیت زیستگاه, زمین آمارThe aim of this study was to predict the habitat expansion of Festuca ovina by maximum entropy method and to determine the effective factors on its spread in the elevation gradient of Moghan-Sabalan rangelands of Ardabil province. The 28 study sites were selected and in each study site 3 transects and along each 100-meter transect 10 plots of 1 1m2 with a distance of 10 meters from each other were selected for sampling. Soil sampling in each study site was sampled from two depths of 0-15 and 15-30 cm. Soil properties using spatial statistics, topographic characteristics using digital elevation model, climatic information using meteorological data of the region, and land use measurements prepared with the help of a user map. Prediction maps related to the distribution of F.ovina were prepared using the maximum entropy modeling method. The role of environmental factors affecting the distribution of the species was investigated using the Jackknife method and response curves. Height variables, slope, patch size (coefficient of variation), potassium (15-30 cm depth), and lime (0-15cm depth) had the highest share in the model. The area under the curve index (AUC) was 0.86, which indicates the accuracy and average efficiency of the model in identifying the most desirable distribution areas. The kappa coefficient obtained from the comparison of forecast and actual maps was 0.72, which is at a very good level.Keywords: ecological niche modeling, habitat suitability, Geostatistical
-
در سال های اخیر به دلیل گسترش فعالیت های صنعتی، غلظت فلزات سنگین در محیط زیست و همچنین مواد غذایی افزایش یافته است. قدرت تجمع زیستی فلزات سنگین از دلایل خطرآفرین بودن، آن ها است. با توجه به اهمیت آلودگی عناصر سنگین پژوهش حاضر با هدف ارایه توزیع مکانی آنها در خاک و ارتباط آن با کاربری اراضی در دشت یزد-اردکان، استان یزد انجام شد. محل 201 نمونه خاک از عمق صفر تا cm 20 بر پایه روش نمونه برداری ابرمکعب (هایپرکیوب) تعیین و برداشت شد و غلظت کل عناصر Fe، Mn، Ni، Pb و Zn به کمک دستگاه جذب اتمی مدل Analytik Jena-novAA300 اندازه گیری شد. سپس برای تبدیل داده های نقطه ای به داده های سطحی از روش های زمی نآمار IDW, GPI, RBF, LPI, Kriging استفاده شد. نقشه کاربری اراضی دشت یزد- اردکان مربوط به سال 2016 با استفاده از روش طبقه بندی شیءگرا در 7 طبقه تولید شد. نتایج بررسی رابطه غلظت فلزات سنگین خاک با کاربری ارضی نشان داد که کاربری اراضی کشاورزی و باغ و تپه های ماسه ای با میانگین ppm 0/095 و 0/836 به ترتیب بیشترین و کمترین غلظت Fe را دارند. بیشترین میانگین غلظت Mn مربوط به کاربری اراضی مسکونی با 1/821 ppm و کمترین مربوط به اراضی صخره ای با 1/083 ppm است. مرتع فقیر و اراضی بایر با 0/302 ppm بیشترین و اراضی مسکونی با میانگین 0/219 ppm کمترین غلظت Ni را دارند. بیشترین میانگین Pb در کاربری اراضی کشاورزی و باغ و اراضی مسکونی (1/465 و 1/373 ppm به ترتیب) و کمترین میانگین در اراضی صخره ای با 0/925 ppm دیده می شود. کاربری های اراضی کشاورزی و باغ با 0/583 و اراضی مسکونی با 0/552 بیشترین میانگین غلظت Zn و کاربری اراضی صخره ای با 0/342 ppm کمترین غلظت Zn را به خود اختصاص داده اند.
کلید واژگان: آلودگی خاک, ابرمکعب, زمین آمار, واریوگرام, طبقه بندی شیءگراIn recent years, due to the expansion of industrial activities, the concentration of heavy metals in the environment as well as foods has increased. Heavy metals are dangerous because of their bioaccumulation. Regarding the importance of contamination of heavy elements of the soil, the present study aimed to provide the spatial distribution of heavy metals and its relationship with land use in the Yazd-Ardakan plain, Iran. First, 201 soil samples from depths of 0 to 20 cm were sampled using the hypercube method, and the total concentration of iron, manganese, nickel, lead, and zinc elements were determined using Analytical Jena-novAA300 atomic absorption device. Then, to convert point data to surface data, geostatistical methods of IDW, GPI, RBF, LPI, and Kriging were used. The land cover/use map of the Yazd-Ardakan plain in 2016 was mapped using an object-oriented classification method. Results of the relationship between heavy metals concentration and land cover/use showed that the agricultural lands and gardens and sand dunes with the mean of 0.950 and 0.836 ppm had the highest and lowest iron concentrations. The highest mean concentration of manganese was related to the residential land (1.821 ppm) and the lowest mean of rocky terrains (1.083 ppm), the most average for poor rangelands and bare land was (0.302 ppm), Residential areas had the lowest nickel concentration (0.192 ppm). The highest mean of lead metal in agricultural land and gardens, as well as residential areas (1.465 and 1.373 ppm, respectively) and the lowest, mean in rocky terrains (0.925 ppm). Agricultural and gardens areas, and residential lands, have the highest mean of zinc concentration (0.583 and 0.552 ppm, respectively), and the rocky terrain has the lowest zinc concentration (0.342 ppm).
Keywords: Soil pollution, Hypercube, geo-statistics, object-oriented classification -
فرسایندگی باران معمولا در قالب شاخص های فرسایندگی مبتنی بر خصوصیات بارندگی بیان می شود. تاکنون شاخص های مختلفی ارائه شده اند که از میان آن ها عامل فرسایندگی باران (R) در معادله جهانی هدررفت خاک(RUSLE)از مقبولیت بیشتری در دنیا برخوردار اس..هدف از تحقیق حاضر، محاسبه و مدل سازی عامل فرسایندگی باران در کشور با استفاده از داده های 27 ایستگاه سینوپتیک طی 64 سال آماری 1330 تا 1393 با روش های میان یابی و تحلیل زمانی روند آن با آزمون من- کندال می باشد. با مرور مطالعات و تحقیقات انجام شده در سطح جهان و با توجه به محدود بودن ایستگاه های مجهز به باران نگار و برخی عوامل دیگر، شاخص فورنیه اصلاح شده که براساس آمار بارندگی ماهانه قابل محاسبه است، مورد استفاده قرار گرفت پس از محاسبه عامل فرسایندگی باران برای ایستگاه های مورد نظر، نقشه فرسایندگی باران ترسیم گردید و برای نشان دادن همبستگی مکانی بین داده های فرسایندگی باران از ترسیم نیم تیغیرنما با نرم افزار GS+ استفاده گردید که واریوگرام خطی با میزان صفر بهترین همبستگی بین داده ها را مدل کرد. هم چنین، برای بررسی میزان عامل فرسایندگی باران از روش های میان یابی روش عکس فاصله، میان یابی چند جمله ای جهانی، میان یابی موضعی و کریجینگ استفاده شده و برای انتخاب بهترین روش میان یابی از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا استفاده شد. نتایج نشان داد که روش کریجینگ با ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 28/94 و میانگین قدر مطلق خطا برابر با 20/96 بهترین روش می باشد. بر این اساس، می توان کشور را به پنج منطقه از نظر فرسایندگی باران تقسیم بندی نمود و مناطق نیمه خشک بالا ترین فرسایندگی باران را دارند. هم چنین این مناطق دارای روند افزایشی عامل فرسایندگی هستند.
کلید واژگان: زمین آمار, واریوگرام, میان یابیRainfall erosivity is usually expressed in terms of erosion indices based on rainfall characteristics. Various indices have been presented so far, among which the erosive factor (R) in the global soil loss equation (RUSLE) is more popular in the world. The aim of this study is modeling of rainfall erosivity index using 27 sinoptic station and trend analysis with Mann-Kendal test during 1951-2014. A modified Fornier index, which can be calculated on the basis of monthly rainfall, was used by reviewing worldwide research and also by the lack of stations. After calculating the rainfall erosivity factor, the rainfall erosivity map was mapped and semi-variogram map with GS+ software was used to show the spatial correlation. For interpolation of erosivity index was used from IDW, GPI, LPI and Krigging. Root mean square error indices and mean absolute error values were used to select the best mediation method. The results showed that the Kriging method with root mean square error of 0.8 and absolute mean error of 0.8 is the best method. Thus, the country can be divided into five regions which semi-arid regions have the highest rainfall erosivity. Also, these regions have a increasing trend of rainfall erosivity
Keywords: Geostatistical, Variogram, Interpolation -
یکی از عوامل مهم در توسعه پایدار، فراهم بودن منابع آب مناسب برای مصارف مختلف است که وضع کیفی آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه مدیریت منابع آب زیرزمینی نقش مهمی در مناطق خشک و نیمه خشک بازی می کند. بررسی تغییرات مکانی شاخص کیفیت آب (WQI) زیرزمینی و تعیین مناسب ترین راهکارهای مدیریتی اهمیت ویژه ای دارد. روش های زمین آمار و نرم افزار ArcGIS می توانند در این راستا ابزار مفیدی باشند. هدف از این مقاله، پهنه بندی شاخص کیفیت آب برای مصارف مختلف شرب، کشاورزی و صنعت در حوزه آبخیز سیلوه (استان آذربایجان غربی) است. در بخش شرب پارامترهای pH, TDS, Cl, Ca, Mg, HCO3, K, Na و SO4، در بخش کشاورزی پارامترهای SSP, EC و Cl و در بخش صنعت پارامترهای pH, TDS, Cl, TH و SO4 بررسی شدند. برای انجام این مطالعه، ابتدا شاخص کیفیت آب برای 145 نقطه نمونه برداری شده محاسبه شد. سپس برای پهنه بندی شاخص کیفیت آب در بخش شرب و کشاورزی از روش زمین آمار RBF و در بخش صنعت از روش Kriging به دلیل کمترین میزان RMSE استفاده شد. نتایج نشان داد که 100درصد سطح منطقه برای مصرف شرب مناسب طبقه عالی، در بخش کشاورزی 36/94درصد سطح منطقه، طبقه عالی و 63/04درصد طبقه خوب و در بخش صنعت 16/91درصد منطقه، طبقه عالی و 83/09درصد طبقه خوب قرار دارند. بدین ترتیب با توجه به نتایج، در هیچ یک از مصارف مختلف محدودیت استفاده وجود ندارد.
کلید واژگان: آب زیرزمینی, زمین آمار, حوزه آبخیز سیلوه, شاخص کیفیت آبIntroductionThe ecological, economic, and social potential of an area for large and large uses is influenced by the quantity and quality of the waters. Therefore, appropriate methods of surface water and groundwater have been investigated qualitatively and quantitatively in order to use its results in assessing the power of the land. One of the important factors for sustainable development is the availability water resources for different uses, which imposed its quality is very important. Nowadays, groundwater resource management plays the main role in arid and semiarid regions. Investigations on the spatial variations of Water Quality Index (WQI) are very important to determine the best management program. Geo-statistical methods and ArcGIS software can be useful for this purpose. The aim of this study is WQI zoning for various uses (drinking, agriculture and industry) in the Silveh watershed (West Azerbaijan province).
Material and methodIn this research, water quality zoning based on WQI method for different drinking uses (pH, TDS, HCO3, Cl, Ca, Mg, K, Na and SO4), agriculture (EC, SSP and Cl) and industry (pH, TDS, Cl, TH and SO4) were sampled from 145 points (springs) from the basin level representing the studied area, which was carried out in July 2012. Then, to measure the parameters, the samples were transferred to the laboratory of the Faculty of Natural Resources of Tehran University and tested and the parameters were measured. In this research, we try to compare different methods of interpolation and select the best method to base the groundwater quality zonation map using the WQI index. Initially, the WQI index was calculated for all sampling points. After calculating the water quality index, the zoning water quality in the area was used Inverse Distance Weighting, Global Polynomial Interpolation, Local Polynomial Interpolation, Radial Basis Function and Kriging methods. Geostatistical methods to evaluate and select the best method of ArcGIS is the ability to perform cross-validation techniques and statistical criteria Root Mean Square Error (RMSE) is used.
ResultWater Quality Index (WQI) zoning in the Silveh watershed for various uses showed that this area has no limitations in terms of groundwater quality and the use of groundwater for drinking, agricultural and industrial uses. The lowest and highest water quality index for drinking water in the area was 33.08 and 38.67, respectively, which is in the high-class of water quality index (less than 50). The lowest and the highest water quality index for agricultural consumption in the area was 36.27 and 72.77, respectively, which is in the high and good class of water quality index (less than 50 and 100-100), and There is no limit to agricultural consumption. Also, the lowest and the highest water quality index for industry consumption in the area was 34.32 and 64.96, respectively, which is in the excellent and good water quality index (less than 50 and 100-100) respectively and for the unlimited use of the industry.
Discussion and ConclusionBased on mountainous conditions and limited human activities (except for the southern and eastern areas of agricultural activities), the quality of water in the area is good. Although it is growing from the southeastern part of the city of Piranshahr, measures should be taken to prevent degradation of groundwater quality in the area due to various activities. Land use surveys show that agricultural use is about 19.97%, good rangelands are about 50.66%, good poor rangelands, 6.33% of the basin, and county of Birland and residential land cover 23.27% and 34% of the area respectively. The results also clearly illustrate the distinction of land use in the catchment area, because the water quality index in the agricultural and vegetation areas is in a good class (100-150). Given that 50% of the area is covered with good pastures (these rangelands do well to clean up underground water). The results of this study confirm the field performance in terms of high performance and water quality indexes, and recommends that similar research be used. Of course, the lithology of the area should not be ignored. Because water quality has a high correlation with the region's mineralogy. The existence of calcareous and dolomitic stones in the studied area is also a reason for the good water quality of the area.
Keywords: Groundwater, Geo-statistical, Silveh watershed, Water Quality Index -
منابع آب های زیرزمینی از با ارزش ترین منابعملی،و حفاظتاز کیفیتآن حیاتی است.یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی بررسی تغییرات مکانی کیفیت آن ها و مدیریت بهره برداری از منابع آب و کاربری زمین است. در این پژوهش تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی دشت شهرکرد در مقیاس مکانی بررسی، و شبکه ی بهینه ی پایش تراز سطح ایست آبی در آن ارزیابی شد. مدل های مختلف زمین آماری با نرم افزارArc GIS 10.3 به داده های کمی و کیفی آب زیرزمینی برازش داده و بهترین مدل انتخاب شد. با توجه به معیارهای ارزیابی خطا و معیار ارزش یابی متقابل، تخمین گر کریجینگ عام با روند درجه ی یک و مدل کروی چهار گانه، کریجینگ عام و روند درجه ی یک با مدل کروی پنج گانه، لاگ کریجینگ معمولی با مدل نمایی، کریجینگ عام و روند درجه ی یک با مدل نمایی، لاگ کریجینگ معمولی با مدل کروی پنج گانه و کریجینگ معمولی با مدل نمایی به ترتیب برای داده های هدایت الکتریکی، کلسیم، کلر، منیزیم، بیکربنات، سولفات، سدیم، و نیترات انتخاب شد. نقشه های پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی نشان دهنده ی کاهش کیفیت آب در مرکز و خروجی آبخوان است. علاوه بر این، برای به دست آوردن شبکه ی بهینه ی پایش به روش حذف چاه های نالازم، 6 چاه از 35 چاه مشاهده یی از شبکه حذف شد. با روش اضافه کردن چاه، 11 چاه نقطه ی بهینه تشخیص داده و به شبکه افزوده شد.
کلید واژگان: زمین آمار, شبکه بهینه, متغیرهای کیفی, منابع آبAs the most valuable natural resources, protection and management of groundwater is vital. One of the best ways to protect groundwater resources is monitoring groundwater quality spatial variationsand then managing the water resources exploitations and the land uses. In this research, the spatial distribution of groundwater quality variables and the optimize water well network with acceptable precious in Shahrkord Aquifer is evaluated. According to the cross validation and the values of error evaluation criteria, the universal kriging model with linear trend, the ordinary kriging model with exponential semiovariogram, the Log ordinary kriging model with exponensionalsemiovariogram, the universal kriging model with linear trend with exponential semiovariogram, the log ordinary kriging model with panta spherical semiovariogram and the ordinary kriging model with exponential semiovariogram, has been selected for EC, Ca2+, Cl- and Mg2+, HCO3-, SO42- and Na+ and NO3- respectively. The quality-zoning maps of the Shahrkord Aquifer have been prepared. The results from the zoning quality map indicate that the groundwater quality reduced in central parts of the aquifer. In addition, in this research, to obtain an optimum monitoring well network was applied omittingmethod. Out of 35 observation wells, identified and removed six wells from the network. Using adding well method identified 11 wells as optimal points and added to the network.
Keywords: Geostatistic, optimized network, qualityvariables, Water resources -
کیفیت آب های زیرزمینی به ویژه خورندگی و رسوب گذاری از دیدگاه اقتصادی و بهداشتی از اهمیت زیادی برخوردار است. این تحقیق با هدف بررسی پتانسیل خورندگی و رسوب گذاری آب های زیرزمینی در حوضه رودخانه حبله رود با توجه به افزایش جمعیت و نیاز آبی بیشتر و در نتیجه اهمیت فزاینده آبهای زیرزمینی انجام شده است. در این تحقیق از شاخص های خورندگی و رسوب گذاری لانژلیه، رایزنر، پوکوریوس و تخریبی و همچنین نرم افزار ArcGIS به منظور پهنه بندی شاخص ها در سطح حوضه با استفاده از روش های زمین آمار استفاده شد. با توجه به میانگین شاخص ها (لانژلیه: 67/0؛ رایزنر: 51/6؛ پوکوریوس: 09/6؛ تخریبی: 89/12) ، بیشتر سطح حوضه حبله رود (به طور متوسط 74%) پتانسیل رسوب گذاری دارد. با توجه به معیار کارایی RMSE دو شاخص لانژلیه و رایزنر با استفاده از روش کریجینگ، شاخص پوکوریوس با روش IDW و شاخص تخریبی با روش RBF پهنه بندی شدند. نتایج نشان داد که آبهای زیرزمینی بر اساس شاخص های لانژلیه، رایزنر، پوکوریوس و تخریبی به ترتیب در 35/75، 17/32، 42/56 و 96/72 درصد از حوضه حالت رسوب گذار دارد. در مجموع، بررسی شاخص های خورندگی و رسوب گذاری نشان داد که آب زیرزمینی حوضه تمایل به رسوب گذاری دارد. بنابراین، برنامه ریزی مناسب جهت جلوگیری از آسیب های اقتصادی و مضرات بهداشتی ضروری به نظر می رسد. یکی از راهکارهای کاهش رسوب گذاری در وهله اول تعیین مناطق پرخطر و سپس تعدیل pH به زیر حد اشباع می باشد.کلید واژگان: کیفیت آب زیرزمینی, خورندگی, رسوب گذاری, زمین آمار, حوضه رودخانه حبله رودIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:12 Issue: 43, 2018, PP 70 -79Groundwater quality, especially siltation and corrosion, are of great importance considering economic and health concerns. Due to the growing population and increasing water demands in the Hable-Roud river basin and therefore increasing importance of groundwater, this research aims to assess the potential of corrosion and siltation in groundwater resources. In this research, the Langelier Saturation Index, Ryznar Stability Index, Puckorius Scaling Index and Aggressive Index indicators were used for corrosion and siltation assessment and geostatistical analyses tools in ArcGIS were applied for zonation of the indicators across the watershed. Given the average values obtained (0.67 for LSI; 6.51 for RSI; 6.09 for PSI; 12.89 for AI), a large portion of the study area (about 74%) is faced with a siltation condition. Considering the minimum values of RMSE, the two indices of LSI and RSI were interpolated using the Kriging method, while the IDW and RBF were considered for the interpolation of the PSI and AI indices, respectively. Results suggest that, based on the SI indicator, 75.3% of the total area encounters a siltation condition while the figures change for AI as 72.96%, for PSI as 56.42% and for RSI as 32.17%. In general, assessment of the corrosion and siltation indicators indicates a siltation status for the groundwater resources of the basin, which necessitates developing a suitable management plan to prevent its economic and health consequences. One of the appropriate ways to deal with the siltation issue is to identify critical areas and then adjust water pH to under saturation level.Keywords: Groundwater quality, Corrosion, Siltation, Geostatistics, the Hable-Roud River Basin
-
تغییرپذیری بارندگی و تاثیر آن بر منابع آب یک مساله اقلیمی مهم است. تغییرات بارندگی بین ماه های سال به عنوان شاخص تمرکز بارندگی تعریف می شود. ویژگی دیگر بارندگی که ارتباط مستقیمی با تمرکز بارندگی دارد، فرسایندگی باران است. هدف از این تحقیق بررسی شاخص های تمرکز بارندگی (PCI) و فرسایندگی باران (شاخص فورنیه اصلاح شده MFI) و تهیه نقشه تغییرات مکانی آنها است. لذا با استفاده از داده های بارندگی 55 ایستگاه هواشناسی استان خوزستان، شاخص های تمرکز بارندگی و فورنیه اصلاح شده محاسبه شد. به منظور تهیه نقشه تغییرات مکانی، اطلاعات نقطه ای شاخص ها با استفاده از روش های مختلف قطعی و زمین آماری به اطلاعات ناحیه ای تبدیل گردید. نتایج نشان داد که روش کریجینگ معمولی با نوع گوسی، دارای بیشترین دقت برای میان یابی شاخص تمرکز بارندگی است و روش کریجینگ ساده با نوع گوسی بیشترین دقت برای میان یابی شاخص فورنیه اصلاح شده داشته است. بر اساس نقشه تغییرات مکانی شاخص تمرکز بارندگی بیشترین مقادیر شاخص تمرکز بارندگی در جنوب منطقه مورد مطالعه دیده می شود و کمترین مقادیر در شمال و شمال شرق استان خوزستان وجود دارد. شاخص تمرکز بارندگی از 20 تا 31 متغیر بود که نشان دهنده فصلی شدید بودن بارندگی است. شاخص فورنیه اصلاح شده بین 49 تا 224 متغیر است که در شمال شرق استان خوزستان بیشترین مقدار و در جنوب و جنوب غربی کمترین مقدار را داراست. بطور کلی بارندگی در استان خوزستان محدود به چند ماه بوده و پراکنش یکنواختی ندارد.کلید واژگان: میان یابی, تمرکز بارندگی, فورنیه اصلاح شده, زمین آمارRainfall variability and its impact on water resources are important climatic issues. Intra-annual variations in rainfall are characterized as precipitation concentration index (PCI). Another feature that directly correlates with the concentration of precipitation is the rain erosivity (Modified Fournier Index MFI). The aim of this study is to investigate the PCI and MFI indices and map their spatial variations. The Modified Fournier and precipitation Concentration indices were calculated using rainfall data from 55 meteorological stations located in Khuzestan province. To produce the spatial variations map, point information is converted to regional using geostatistical and deterministic methods. The results indicated that the ordinary and simple Kriging with Gaussian type have highest accuracy for interpolation of the PCI and MFI indices, respectively. According to the spatial variation map of the PCI, the highest values of that index are seen in the southern region and the lowest values are in the north and northeast of the Khuzestan province. The PCI values ranged between 20 and 31 indicating severe seasonality. The MFI values vary from 49 to 224 in which the highest values are for the northeast region of the province and the lowest ones are for the south and southwest zones. Generally Rainfall limited in a certain months.alues are for the northeast region of the province and the lowest ones are for the south and southwest zones. Generally Rainfall limited in a certain months.Keywords: Geostatistics, Interpolation, Precipitation Concentration, Modified Fournier
- 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.