بررسي روند تغييرات كمي سطح ايستابي منابع آب زيرزميني با استفاده از زمين آمار و سيستم اطلاعات جغرافيايي (مطالعه موردي: دشت سيرجان)

Investigating the quantity variation trend of ground water table using geostatistics and GIS (Case study: Sirjan Plain)

هدف از اين مطالعه بررسي تغييرات مكاني و زماني سطح آب زيرزميني دشت سيرجان با استفاده از روش‌هاي زمين آماري در دوره آماري 1375 تا 1385 است. داده‌هاي سطح ايستابي مربوط به 30 حلقه چاه منطقه جمع آوري گرديد. پس از كنترل كيفيت، صحت و بررسي نرمال بودن داده ها، سطح ايستابي با استفاده از روش‌هاي قطعي توان دهي عكس فاصله، روش چندجمله‌اي محلي، روش چندجمله‌اي جهاني با توان‌هاي 1، 2 و 3، روش توابع پايه شعاعي (اسپلاين كاملاً منظم، اسپلاين با كشش، مولتي كوادريك، مولتي كوادريك معكوس، اسپلاين صفحه نازك) و روش‌هاي كريجينگ معمولي، كريجينگ ساده و كريجينگ گسسته ميانيابي گرديد. انتخاب بهترين روش ميانيابي با استفاده از معيارهاي ميانگين خطا، مجذور ميانگين مربعات خطا و ضريب تبيين انجام و نقشه‌هاي پهنه بندي مكاني در دوره مطالعه ترسيم شد. نتايج نشان داد كه واريوگرام مدل گوسين با ضريب تبيين 7/0 به عنوان بهترين مدل برازش شده به ساختار فضايي داده‌ها و روش چندجمله‌اي محلي و روش كريجينگ معمولي به ترتيب با داشتن مجذور ميانگين مربعات خطا 6/43 و 85/23، بهترين روش ميانيابي مي‌باشند. نتايج همچنين نشان داد كه روش كريجينگ معمولي با تغييرنما گوسي در مقايسه با ساير روش‌هاي بكار رفته، براي برآورد عمق سطح ايستابي آب زيرزميني در هر دو دوره آماري دقت بيشتري دارد. پهنه بندي با روش كريجينگ معمولي نشان داد كه سطح آب زيرزميني در بيشتر نقاط دشت در دوره مطالعه افت داشته است. حداكثر اين افت معادل 40 متر و به طور متوسط 15 متر مي باشد. در نقاط غربي دشت سطح آب افزايش پيدا كرده كه باعث تغيير جهت آب از سمت سفره آب شور غرب به سمت سفره آب شيرين و كاهش كيفيت سفره آب زيرزميني دشت سيرجان شده است.

The purpose of this research was to determine the temporal and spatial variation of groundwater levels of Sirjan Plain using geostatistical methods in the statistical period (1997-2007). The water level data of 30 wells were collected. The quality, accuracy and normality of data were controlled and the water table was interpolated by different interpolation methods including inverse distance weighted (IDW), local polynomial interpolation (LPI), radial basis function (RBF) completely regularized spline, spline with tension, multiquadric, inverse multiquadric, thin plate spline, ordinary kriging (OK), simple kriging (SK), disjunctive kriging (DK). The best interpolation method was determined based on mean error (ME), root mean square error (RMSE) and coefficient of determination. The zoning map was also traced during investigation. The results showed that the Gaussian variogram model with 0.7 coefficient of determination was the best fitted model for the spatial data and local polynomial interpolation method and ordinary kriging method with root mean square error of 43.6 and 23.85 were the best method of interpolation respectively. The results also showed that the ordinary kriging with Gaussian variogram was statistically more accurate in comparison to other methods for estimating the depth of the groundwater table in the two periods. Zoning with ordinary kriging showed that groundwater level has dropped in most parts of the plains during the study period. The groundwater level drop ranged to 40 meters with an average of 15 meters. The water level has increased in the western parts of the plain which causing a shift of water from the western salty water aquifer into sweet water aquifer; and decreasing of Sirjan Plain Aquifer quality accordingly.