ارزيابي پارامترهاي كيفي آب زيرزميني با استفاده از GIS و زمين آمار (مطالعه موردي: آبخوان دشت شهربابك)

Investigating Groundwater Quality Parameters Using GIS and Geostatistics (Case Study: Shahr-Babak Plain Aquifer)

آب هاي زيرزميني از منابع مهم بهره برداري ازآب در مناطق خشك و نيمه خشك مي باشند. هدف از اين پژوهش ارزيابي دقت روش هاي درونيابي جهت پيش بيني پراكنش مكاني تعدادي از شاخص هاي كيفي آبهاي زيرزميني دشت شهربابك واقع در غرب استان كرمان مي باشد. در اين مطالعه ابتدا داده هاي كيفي 56 حلقه چاه با توجه به پراكنش و صحت آن ها در سال آبي 91-1390 انتخاب، و سپس كنترل و بازسازي داده ها صورت گرفت. آزمون كلوموگروف- اسميرنوف نشان داد كه داده ها نرمال نبوده و در نتيجه جهت نرمال سازي از داده ها لگاريتم گرفته شد. سپس با استفاده از نرم افزار GS+ بهترين مدل واريوگرام به ساختار فضايي داده ها برازش داده شد. نتايج نشان داد كه براي اين پارامترهاي كيفيت، مدل هاي كروي، خطي و نمايي بهترين مدل نيم تغييرنماها مي باشند. سپس تغييرپذيري آن ها با روش هاي مختلف درونيابي همچون كريجينگ، كوكريجينگ و عكس مجذور فاصله با توان هاي يك تا سه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد روش هاي زمين آماري برتري قابل ملاحظه اي نسبت به روش هاي معين داشته كه روش كريجينگ بهترين روش است. در پارامترهاي TDS، EC و Cl كمترين ميزان RMSE در روش كريجينگ معمولي با مدل كروي به ترتيب 6/844، 1214 و 61/10 محاسبه شده است. سپس نقشه هاي پهنه بندي اين سه عنصر با مناسب ترين روش در محيط نرم افزار ArcGIS ترسيم گرديد. بررسي تغييرات مكاني و زماني اكثر پارامترها همبستگي آن ها را با هم و روند نزولي بودن آن ها را در طول دوره مورد بررسي نشان داد. همچنين آبخوان دشت از لحاظ مصارف كشاورزي و شرب با استانداردهاي ويلكاكس و شولر مورد بررسي قرار گرفت. نتايج استاندارد ويلكاكس نشان داد كه آب 30 حلقه از چاه هاي واقع در اين دشت در وضعيت نامناسب بوده اند و نتايج دياگرام شولر غيرقابل شرب بودن آب زيرزميني در 3/49 درصد از مساحت دشت را تاييد كرد.

Groundwater is one of the most important water resources in arid and semi-arid regions. The main aim of this study was to evaluate the accuracy of interpolation methods for predicting the spatial distribution of some groundwater quality indices for Shahr-Babak Plain in Kerman Province. First of all, the water quality data of about 56 wells in the period 2011-2012 were selected; based on their accuracy and scattering in 2011-2012; then the missing data were reconstructed and controlled. According to the Kolmogorov-Smirnov test, data were not normally distributed, so the logarithms of them were used. The results showed that for these water quality parameters, the best variogram models were the Spherical, Linear and Exponential ones. The variability of the data was investigated using different interpolation methods such as Kriging, Cokriging and IDW with powers 1 to 3. The results showed that the geostatistical methods had remarkable superiorities to the deterministic methods so that the Kriging method was the best one. For the parameters TDS, EC and Cl the lowest values of RMSE were calculated using Ordinary Kriging with the Spherical model, which were 844.6, 1214 and 10.61, respectively. Then the zoning maps of these three elements were drawn with the most appropriate method of ArcGIS software. The spatial and temporal variations of the most parameters were investigated and their correlations with the decreasing trends were shown during the period of the study. Also,the suitability of the plain aquifer water for agricultural and drinking uses was investigated with the Wilcox and Schoeller Standards. Wilcox standard results indicated that the water qualities of 30 wells were in unsuitable conditions, and the results of Schoeller diagram confirmed that in 49.3 percent of the plain area the groundwater was undirinkable.