رزيابي عدم قطعيت در تغييرپذيري زماني و مكاني تراز آب زيرزميني با آناليز توأم آنتروپي و زمين‌آمار

Evaluation of Uncertainty in the Spatial and Temporal Variability of Groundwater Level along with Geostatistacal and Entropy Analysis

براي استمرار يا توسعه بهره­برداري از آب ­هاي زيرسطحي، براي انواع مصارف و اهداف گوناگون و همچنين ايجاد هرگونه سازه آبي، مجموعه ويژگي­هاي كمي آبخوان­ ها شناسايي مي‌شود. نيل به اين هدف فقط با اجراي عمليات پايش كمي تراز آب­ زيرزميني امكان‌پذير است. در اين مطالعه از تأثير و مقايسه توأم مفهوم تئوري آنتروپي مرزي و كريجينگ معمولي براي طراحي شبكه پايش تراز آب زيرزميني دشت گتوند- عقيلي واقع در استان خوزستان استفاده شد. اين نكته حائز اهميت است كه يك جنبه كليدي در پايش تراز آب زيرزميني از به كميت درآوردن تغييرپذيري يا عدم قطعيت مربوط به آن اندازه ­گيري است. اين كار باعث ايجاد يك اطمينان قابل توجه به‌منظور پايش و درنهايت دستيابي به شرايط مطلوب آينده را ايجاد مي‌كند. در اين تحقيق از ميزان تغييرپذيري تراز آب زيرزميني با استفاده از بررسي تأثير توأمان آنتروپي مرزي و كريجينگ معمولي، به‌منظور تعيين مناطق مستعد پايش بيشتر و يا تنك شدن و همچنين سازگاري اين دو روش با طراحي شبكه پايش استفاده شد. براساس نقشه طبقه­ بندي شده در روش آنتروپي مرزي، در بازه تغييرات آنتروپي بين 0/07 تا 5/26 ، مناطق با مقادير بيشتر از 2/13 مبين نياز بيشتر به تراكم چاه‌هاي مشاهده­اي بودند. همچنين در بازه تغييرات زمين‌آماري به روش كريجينگ مقادير بيشتر از 13/16 نيز نشان­دهنده مناطقي بود كه نيازمند پايش طبقه‌بندي شدند. مقايسه نتايج حاصل از دو روش حاكي از اين بود كه روش آنتروپي مرزي نسبت به روش كريجينگ، داراي عدم قطعيت كمتري بوده و با به‌كارگيري آن، مناطق كمتري نيازمند به پايش طبقه‌بندي مي‌شوند. همچنين مقايسه نقشه پهنه‌بندي شده دو روش، نشان داد كه به‌كارگيري روش آنتروپي مرزي خطاي كمتري را در برداشته و آن را مي­توان براي طراحي شبكه پايش تراز آب­زيرزميني توصيه نمود. همچنين شبكه براساس ارزيابي متقابل و توزيع خطاي تخمين نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. اين آزمون­ ها نيز به‌عنوان آناليزهاي تكميلي براي تعيين مناطق مستعد تراكم بيشتر چاه‌ها و همچنين نياز به تنك كردن مناطق در اين تحقيق به‌كار گرفته شد كه نتايج، تأييدي بر عملكرد مناسب روش‌هاي به‌كار گرفته شده بود و در ضمن مبين برتري روش آنتروپي مرزي در طراحي يك شبكه پايش كمي آب زيرزميني است.

To continue or develop the exploitation of underground water for different different uses and purposes, as well as building any water structure, set of quantitative features of aquifers can be detected. To achieve this goal, quantitative monitoring of groundwater level is only possible. Accordingly, this study compared the impact of both the concept of marginal entropy and ordinary kriging for groundwater level monitoring network design in the case Gotvand-Aghili Plain, Khuzestan province. It is important to note that a key aspect in groundwater level monitoring of the quantity measured was the variability or uncertainty in it. This created a considerable confidence to monitor and ultimately achieve favorable conditions in the future. In this study, the variability of the groundwater level was considered to evaluate the combined effects of marginal entropy and ordinary kriging. In order to determine the suitable areas for further monitoring or thinning as well as the compatibility of these two methods, the monitor network design was designed. The map classified according to the marginal entropy method, in a range between 0.07 to 5.26 of the marginal entropy change, areas with the higher rates of 2.13 in terms of density; this indicated the need for more observation wells. Ordinary Kriging method also changed the range of values; they also represented areas that needed monitoring more than 13.16. Comparison of the results obtained by the two methods showed that the marginal entropy of the kriging method with less uncertainty and by using it, there was less the need to be monitored and classified. Comparison of the two methods by the zoning map showed that fewer errors were taken to the marginal entropy method and it could be recommended for the groundwater level monitoring network design. The network was also based on the Cross validation estimation error evaluated. These tests and additional analysis were employed in this study to determine the suitable areas for the higher density of wells and the need for thinning areas. The results further confirmed the proper performance of the methods employed, as well as the superiority of the marginal entropy in the design of a small groundwater monitoring network.