چکیده:
آب زیرزمینی منبع اصلی تأمین نیازهای کشاورزی بخصوص در مناطق خشک و نیمهخشک محسوب میشود؛ بنابراین داشتن یک کشاورزی پایدار نیازمند مدیریت و برنامهریزی دقیق در مورد نحوه استفاده از این منابع است که این خود مستلزم داشتن شناخت کافی در مورد تغییرات مکانی سطح آب زیرزمینی در یک دوره زمانی مشخص است. از آنجا که روشهای آمار کلاسیک قادر به در نظر گرفتن ارتباط مکانی موجود بین مشاهدات سطح آب زیرزمینی نیستند، از روشهای زمینآماری برای بررسی تغییرات مکانی و پهنهبندی تراز سطح آب زیرزمینی استفاده میشود. در این مطالعه ابتدا از نیمتغییرنما جهت بررسی تغییرات مکانی دادههای سطح آب زیرزمینی مربوط به 59 حلقه چاه در آبخوان کوهپایه-سگزی (استان اصفهان) استفاده گردید. آنالیز نیمتغییرنما برای دادههای سطح آب زیرزمینی سالهای 1381 تا 1388، به مدت 7 سال و برای ماههای تر (اردیبهشت) و خشک (مهر)، انجام گرفت. همچنین روش کریجینگ جهت میانیابی سطح آب زیرزمینی در کل منطقه مورد مطالعه بهکار برده شد و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روش وزندهی عکس فاصله مقایسه گردید. بر اساس نتایج حاصله از این تحقیق، مناسبترین مدل نیمتغییرنمای سطح آب در تمام دورهها، مدل کروی بود. همچنین نسبت اثر قطعهای به آستانه (C0/Sill) نیمتغییرنما نشان داد که در تمام سالها و برای دو دوره خشک و تر، ارتباط مکانی قوی، بین دادههای سطح آب زیرزمینی برقرار است. کمترین فاصله تأثیر نیمتغییرنما (36850 متر) مربوط به ماه تر سال آبی 1382-1381 و بیشترین شعاع تأثیر (40220 متر) متعلق به ماه خشکسال آبی 1387-1386 میباشد. نتایج ارزیابی متقابل تخمین سطح آب زیرزمینی حاکی از دقت بیشتر روش کریجینگ نسبت به روش وزندهی عکس فاصله بود. بر اساس نقشههای تولید شده سطح آب زیرزمینی، پایینترین تراز سطح آب در جنوبشرقی آبخوان میباشد و بالاترین تراز سطح آب در مرکز، جنوب و جنوبغربی آبخوان دیده میشود.
Groundwater is the main water resource for agricultural demands in arid and semiarid regions. An Sustainable agriculture requires a precise management and scheduling on utilizing these resources which in turn needs adequate knowledge about spatial variability of groundwater level for a given time period. As traditional interpolation methods do not consider spatial correlation between groundwater level observations, geostatistical methods are used for spatial variability analysis and mapping of groundwater level. In this study first a semivariogram is used to investigate the spatial correlation of groundwater level data from 59 observation wells in Kuhpayeh-Sagzi aquifer (Esfahan Province). Semivariogram analysis was performed for groundwater level data from 2002 to 2009 and for wet (Ordibehesht) and dry (Mehr) seasons. Also Kriging is used to interpolate groundwater level data over the study area and the results are compared with those achieved by inverse distance weighing method. Geostatistical analysis is performed using GS+. Based on results obtained in this study, the best semivariogram model for groundwater level for all time periods was spherical. Moreover the ratio of nugget effect (C0) to Sill showed that groundwater level data are strongly correlated over space for all years and for both wet and dry seasons. The smallest range of influence (36850 m) was found for wet season in 2002-2003 and the largest range of influence (40220 m) was found for dry season in 2007-2008. The cross-validation results showed the better performance of ordinary Kriging in comparison to inverse distance weighting. Based on the generated maps, the lowest groundwater level was seen in southeast and highest groundwater level was seen in center, south and southwest of the study area.
خلاصه ماشینی:
سان و همکاران ٢٣)١٩٩٠: ٢٢٣٩( روشهای میانیابی غیر زمینآماری وزندهی عکس 8- Olea and Davis 9- Tonkin and Larson 10- Cameron and Hunter 11- Theodossiou and Latinopoulos 12- Ordinary Kriging 13- Cokriging 14- Residual Kriging 15- Universal Kriging 16- Kumar and Ahmed 17- Zhang et al 18- Sun et al.
از نیمتغییرنما برای بررسی وجود یا عدم وجود همبستگی مکانی بین دادههای سطح آب و از روشهای کریجینگ و وزندهی عکس فاصله برای میانیابی سطح آب زیرزمینی در سطح آبخوان استفاده شده است.
فرمول ریاضی مدل کروی که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است به شرح زیر میباشد: 27- Isaaks and Srivastava 28- Experimental semivariogram (به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ١: موقعیت زیرحوضه کوهپایه- سگزی )بال( و محل چاههای مشاهدهای در سطح آبخوان کوهپایه-سگزی )پایین( رابطه )١( )d( C0 C32d 12d3 forda a a C0 C otherwise که در آن C٠ اثر قطعهای، C+C٠ آستانه یا سقف و a شعاع تأثیر نیمتغییرنما میباشد.
(به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ٣: تغییرات سطح آب زیرزمینی چاههای مشاهدهای شماره ١٨ )بال( و شماره ٧٣ )پایین ( نیمتغییرنمای تجربی و بهترین مدل تئوری برازش داده شده به آن، برای ماههای تر )اردیبهشت( و خشک )مهر( سالهای آبی ٢٩٣١-٢٩٣٢ تا ٢٩٣٣-٢٩٣٠ در شکل ٥ نشان داده شده است.
جهت پهنهبندی پراکنش مکانی مقادیر فصلی سطح آب زیرزمینی سالهای آبی ٢٩٣١-٢٩٣٢ تا ٢٩٣٣-٢٩٣٠ در سطح منطقه مورد مطالعه از روش کریجینگ معمولی استفاده گردید که در شکل ٤ نقشههای مربوط به سالهای اول و آخر بهعنوان نمونه نشان داده شده است.