پديد آورندگان :
احمدي فر، رقيه دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - گروه مهندسي و مديريت منابع آب , موسوي، مرتضي دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - گروه مهندسي و مديريت منابع آب , رحيم زادگان، مجيد دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي - گروه مهندسي و مديريت منابع آب
كليدواژه :
آسيب پذيري و ريسك پذيري , دشت سراب , DRASTIC , SINTACS , فرايند تحليل سلسله مراتبي (AHP)
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: حفاظت از كيفيت آب‌هاي زيرزميني به دليل كاربرد فراوان اين منابع در بخش‌هاي مختلف از جمله كشاورزي، صنعت و شرب از اهميت زيادي برخوردار است. رفع آلودگي آب‌هاي زيرزميني فرآيندي پرهزينه و زمان‌بر است. از اين رو لازم است روش مناسبي براي پيشگيري از آلودگي به كار رود. يكي از اين راه‌ها شناسايي نواحي مستعد در برابر آلودگي مي‌باشد. هدف اين مطالعه، انتخاب روش مناسب براي شناسايي مناطق حساس به ورود آلودگي به آب‌هاي زيرزميني در دشت سراب است.
مواد و روش‌ها: جهت ارزيابي آلودگي منابع آب زيرزميني در دشت سراب از دو مدل DRASTIC و SINTACS استفاده شد. در ابتدا، نقشه‌هاي آسيب‌پذيري آبخوان در مقابل آلودگي براي هر يك از مدل‌ها، با توجه به لايه‌هاي اطلاعاتي كه شامل عمق سطح ايستابي، تغذيه خالص، محيط آبخوان، شرايط خاك، توپوگرافي، اثر ناحيه غيراشباع و هدايت هيدروليكي آبخوان مي‌باشند، در محيط نرم‌افزار Arc GIS تهيه شد. سپس از تركيب پارامتر كاربري‌اراضي با نقشه‌هاي آسيب‌پذيري، نقشه‌هاي ريسك‌پذيري به‌دست آمد. همچنين، از روش تحليل سلسله مراتبي (AHP) براي ارزيابي صحيح وزن و رتبه پارامترها و زيرپارامترهاي تأثيرگذار در شاخص‌هاي DRATICLU و SINTACSLU استفاده شد تا شرايط هيدروژئولوژيكي منطقه مورد مطالعه بر روي مدل‌ها، اعمال شود. براي مشخص كردن بهترين شاخص آسيب‌پذيري و ريسك‌پذيري از نظر تفكيك مناطق حساس به ورود آلودگي، ضريب همبستگي بين غلظت نيترات آب زيرزميني و مقدار شاخص‌هاي محاسبه‌شده براي منطقه، با استفاده از روش رگرسيون خطي ساده انجام شد.
يافته‌ها: براساس نقشه DRASTIC، ۸۲/۶۲، ۴/۴۳ و ۱۲/۹۴ و ۱۲/۹۴ درصد از وسعت منطقه مورد مطالعه، به‌ترتيب داراي پتانسيل آسيب‌پذيري متوسط، كم تا متوسط و متوسط تا زياد است. براساس نقشه SINTACS، ۷۶/۴۸ درصد منطقه با پتانسيل آسيب‌پذيري متوسط تا زياد و ۲۳/۵۲ درصد با آسيب‌پذيري كم ارزيابي شد. طبق نتايج شاخص DRASTICLU، درصد از وسعت منطقه مورد مطالعه داراي ريسك‌پذيري كم، ۴۸/۹۷ درصد داراي ريسك‌پذيري متوسط و ۲۴/۸۶ درصد داراي ريسك‌پذيري زياد است. در طبقه‌بندي نقشه SINTACSLU به ترتيب ۵۵/۳۵ و ۴۰/۸۲ درصد از اراضي دشت سراب در محدوده ريسك‌پذيري متوسط و زياد قرار گرفت. همچنين طبق نتايج شاخص AHP-DRASTICLU به ترتيب ۷/۸۱، ۵۰/۸۶، ۳۷/۵۲، ۳/۷۴ درصد از منطقه مورد مطالعه، با ريسك‌پذيري خيلي كم، كم، متوسط و زياد ارزيابي شد و شاخص AHP-SINTACSLU نتايجي مشابه شاخص AHP-DRASTICLU را نشان داد.
نتيجه‌گيري: به منظور انتخاب بهترين شاخص آسيب‌پذيري و ريسك‌پذيري از نظر تفكيك منطقه حساس به ورود آلودگي، ارتباط بين غلظت نيترات آب زيرزميني منطقه مورد مطالعه و مقدار هر كدام از شاخص‌ها محاسبه شد. نتايج نشان مي‌دهد كه در بين شاخص‌هاي آسيب‌پذيري، شاخص DRASTIC با ضريب تبيين ۰/۴۰ و در بين شاخص‌هاي ريسك‌پذيري، شاخص AHP-DRASTILU با ضريب تبيين ۰/۵۶، داراي R^2 بالاتري نسبت به بقيه شاخص‌ها هستند؛ بنابراين براي ارزيابي آسيب‌پذيري و ريسك‌پذيري آبخوان دشت سراب، معتبرتر و دقيق تر هستند.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: The protection of the quality of groundwater is very important
considering its vast usages in agriculture, industry and as drinking water. Removing
groundwater pollution is an expensive process and needs a long time. Therefore, it is necessary
to prevent the pollution of groundwater resources using proper methods. One of the usual
methods is to investigate areas with high potentials to get polluted. The aim of this study choose
a suitable method to identify areas sensitive to pollution in Sarab plain.
Materials and Methods: Two models DRASTIC and SINTACS were used in “Sarab” plain to
evaluate the pollution of groundwater resources. First, the vulnerability maps of the aquifer
were provided for each model. To do this, the information layers of “depth of groundwater
table”, “net recharge”, “aquifer media”, “soil media”, “topography”, “the effect of vadose zone”
and “hydraulic conductivity of the aquifer” were prepared in GIS. As the next step, the land use
parameter was combined with the vulnerability maps, to prepare risk assessment maps. Also, to
consider hydrogeological condition of the studied area, AHP method was used to correctly
evaluate the weights and the ranks of the effective parameters and sub-parameters in
DRASTICLU and SINTACSLU modified models. The correlation coefficient between the
concentration of the Nitrate in groundwater and the calculated indexes for the studied area was
calculated using linear regression.
Results: Based on DRASTIC map, 82.62% of the studied area has medium vulnerability
potential. However, 14.43% and 12.94% of the area have low to medium and medium to high
vulnerability potential respectively. On the other hand, based on SINTACS maps, the
vulnerability potential in 76.48% and 23.52% of the studied area is medium to high and low
respectively. Also, according to the results of DRASTICLU index, 24.10%, 48.97% and 24.86%
of the studied area are evaluated with low, medium and high risk respectively. However, based
on SINTACSLU map, 55.35%, 40.82% of Sarab plain are located in areas with medium and
high risk respectively. Besides, according to AHP-DRASTICLU index 7.81%, 50.86%, 37.52%
and 3.74% of the studied plain are evaluated as areas with very low, low, medium and high risk
respectively. AHP-SINTACSLU index shows similar results to AHP-DRASTICLU index.
Conclusion: To be able to choose the best index to evaluate the potential of vulnerability and
risk for Sarab plain, the correlations between Nitrate concentration in groundwater on one hand
and the amount of each of the used indexes were investigated. According to the results,
DRASTIC index with R2=0.40 has the highest correlation among the investigated indexes.
However, regarding risk evaluation, AHP-DRASTICLU index has the highest correlation, with
R2=0.56. Therefore, to evaluate pollution vulnerability and risk in Sarab plain, these two
indexes are the most accurate and trustable.
