بررسي تغييرات مكاني كيفيت آب زيرزميني دشت سمنان- سرخه با استفاده از روشهاي زمين آمار

A survey on spatial variations of groundwater quality in Semnan/Sorkheh plain using geostatistical techniques

امروزه به دليل كمبود آب در كشور به خصوص در مناطق بياباني و نيمه بياباني، مديريت بهينه و استفاده از منابع آب زيرزميني لازم و ضروريست. در اين پ‍ژوهش تغييرات پنج ويژگي هدايت الكتريكي، كلر، غلظت املاح محلول، سديم و سولفات آبهاي زيرزميني دشت سمنان در طول دوره آماري مورد مطالعه (از سال آبي 79-78 تا 89-88) مورد بررسي قرار گرفت. به منظور انتخاب مدل مناسب براي برازش بر روي واريوگرام تجربي از مقدار ريشه مجذور مربعات خطاي كمتر و استحكام ساختار فضايي قويتر استفاده شد. به منظور پهنه بندي ويژگيهاي كيفي آب از روش عكس فاصله با توان هاي 1 تا 5 و دو روش زمين آماري (كريجينگ و كوكريجينگ) استفاده گرديد. سپس با استفاده از روش اعتبارسنجي حذفي، روش كوكريجينگ براي عاملهاي كيفي در67 درصد حالات در مقايسه با ساير روشهاي ميان يابي مورد بررسي داراي دقت بالا (MAE و MBE كم تر) مي باشد. مقايسه نقشه هاي پهنه بندي مكاني عاملهاي كيفي نشان داد كه در طول دوره آماري 11 ساله مورد بررسي ميزان اين عاملها به صورت هسته هايي در حال پيشروي به سمت چاه هاي انتخابي شماره 15 و 23 مي باشد و همچنين در مرز هاي دشت از يك روند افزايشي برخوردار است. ولي در قسمتهاي مركزي هر دو دشت سمنان و سرخه تغيير محسوسي در طي دوره آماري مشاهده نشد. از عوامل موثر بر نتايج بدست آمده مي توان به ليتولوژي سازند هاي حواشي، برداشت بي رويه از چاه هاي اين مناطق، افزايش تبخير و در نتيجه كاهش سطح تراز آب زيرزميني و اعمال روش نامناسب آبياري و كشاورزي در اين منطقه اشاره كرد.

Nowadays, water resources scarcity has become one of the most important issues in arid and semi arid regions including Iran which makes it necessary to optimize the utilization of the limited resources. This research surveyed the variations of EC, TDS, Cl-, SO4--, Na+ for an eleven-year period base on the data collected from selected wells of Semnan Plain. In order to select the appropriate model to fit to experimental variogram, Residual Mean Square Error was used. Several geostatistical approaches such as simple kriging, ordinary kriging, simple cokriging, and ordinary cokriging as well as other deterministic interpolation methods including Inverse Distance Weighing (IDW) with different powers were considered. Then, validation approach and Mean Absolute Error (MAE) criteria were considered to determine the most appropriate interpolation technique. Meanwhile, cokriging method was selected as the fit method for qualitative parameters which illustrated the variations of groundwater quality in almost 67% of the cases. Comparison of quality parameters of spatial zoning maps showed that the rate of these parameters was developing in the core shape to the selected wells 15 and 13 and also, it had an increasing trend in plain boundaries for an eleven-year period. But there were no significant changes in the centers of plains. According to the results, lithology, unsustainable harvesting of wells, increased evaporation and thus reduced level of ground water and inappropriate methods of irrigation and agriculture were identified as the most effective factors.