پهنه‌بندي فراسنج هاي كيفي (شوري و سديمي) آب با استفاده از روش هاي زمين‌آماري مطالعه‌ي موردي: دشت كرمان

Mapping Water Salinity and Sodicity Using Selected Geostatistical Methods, Case Study: Kerman Plain

طراحي و مديريت درست روشهاي آبياري مستلزم داشتن آگاهي از وضعيت نفوذپذيري خاك كه خود متاثر از فراسنجهاي كيفي (شوري و سديمي) آب است، مي‌باشد. از اين‌رو در اين تحقيق به بررسي تغييرات مكاني و پهنه‌بندي فراسنجهاي كيفي آب زيرزميني شامل هدايت الكتريكي (EC) و نسبت جذبي سديم (SAR) با استفاده از روشهاي زمين‌آماري پرداخته مي‌شود. هدف نهايي پيش‌بيني تغييرپذيري ميزان نفوذ آب به خاك در سطح منطقه‌ي مورد مطالعه‌ي با توجه به وضعيت شوري و سديمي آب زيرزميني مي‌باشد. اطلاعات مربوطه از تجزيه و تحليل نمونه‌هاي مربوط به 76 حلقه چاه آب در دشت كرمان، و بر اساس آخرين نمونه‌گيري سال 1387 به‌دست آمده اند. روشهاي ميان‌يابي استفاده شده شامل كريجينگ معمولي و لاگ كريجينگ بوده اند. براي ارزيابي روشها از روش ارزيابي متقابل با معيارهاي جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ميانگين قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شده است. تجزيه و تحليل زمين‌آماري نشان داد كه داده‌هايي هدايت الكتريكي و نسبت جذبي سديم داراي همبستگي مكاني قوي بوده و ساختار مكاني آنها از شبيه نيم‌تغييرنماي كروي تبعيت مي‌كند. نتايج حاصل از ارزيابي متقابل حاكي از آن است كه هر دو روش كريجينگ معمولي و لاگ كريجينگ از دقت مشابهي براي تخمين فراسنجهاي شوري و سديمي برخوردارند. از طرف ديگر، مقايسه‌ي نقشه‌هاي هم تراز هدايت الكتريكي و نسبت جذبي سديم به‌دست آمده بار ديگر نشان از مشابه عمل كردن دو روش ميان‌يابي دارد؛ هر چند نقشه‌هاي خطاي تخمين مربوط به دو روش كمي متفاوتند. بنابراين، در مواردي كه هدف تنها ارايه‌ي تصويري كلي از شكل توزيع مكاني يك ويژگي در سطح منطقه‌ي است، كاربرد روش كريجينگ معمولي كه از نظر اجرا نيز راحت‌تر و سريعتر است، توصيه مي‌گردد. بر اساس نقشه‌هاي EC و SAR تهيه شده باكاربرد روش كريجينگ معمولي و معيارهاي موجود، وضعيت منطقه‌ي از لحاظ شدت نفوذ آب به خاك مورد پيش‌بيني قرار گرفت. با توجه به نتايج حاصله به نظر مي‌رسد كه قسمت اعظم منطقه‌ي مورد مطالعه‌ي شامل نواحي شمالي و غربي از نفوذپذيري خوب برخوردار باشد. مابقي منطقه‌ي، كه درصد نسبتا زيادي را، بويژه در شمال شرقي و جنوب شرقي، شامل مي‌شود داراي قابليت نفوذپذيري متوسط است.

Proper design and management of irrigation systems requires knowledge of soil infiltration rate, which is in turn influenced by water salinity and sodicity. The objectives of this study were to investigate the spatial variability of irrigation water electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) and to map these parameters using geostatistical methods. The main objective was to predict the spatial distribution pattern of soil infiltration rate over the study area based on water salinity and sodicity. Water samples were collected from 76 observations wells in the Kerman Plain in 2008. The geostatistical methods used were ordinary and log-normal kriging. The performance of interpolation methods was evaluated through cross-validation with comparison criteria of root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). Geostatistical analysis showed that both EC and SAR had strong spatial correlations, and these fitted a spherical model. The cross-validation results are indicated that the two methods provided similar accuracy for estimating salinity and sodicity. Furthermore, it was evident from the kriged maps generated through both methods for EC and SAR that the estimation error maps produced were only slightly different. Therefore, whenever the aim is to produce only a map of spatial distribution of soil properties, ordinary kriging, which is mathematically simpler than other methods, is preferred. Soil infiltration rate distribution pattern was also predicted based on the kriged maps of EC and SAR, and, some approved standards. The results indicated that most of that area, including northern and western regions had good infiltration rates. The rest, which cover mostly the northeastern and southeastern of the study area, had moderate infiltration rates.