بررسی تغییرات کمی آب‌های زیرزمینی در دشت سمنان

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 5، دوره 13، شماره 47، دی 1399، صفحه 61-70   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مجید محمدی^{* 1}؛ امیرحسین دوست‌محمدیان²؛ مجتبی امیری³؛ محمدکیا کیانیان²

¹دانشکده منابع طبیعی دانشگاه سمنان

²دانشکدهی کویرشناسی، دانشگاه سمنان

³استادیار دانشکدهی منابع طبیعی، دانشگاه سمنان

تاریخ دریافت: 18 مرداد 1398،  تاریخ بازنگری: 06 دی 1398،  تاریخ پذیرش: 17 دی 1399 

چکیده

استان سمنان با توجه به اینکه در منطقه‌ی خشک و نیمه‌خشک قرارداد مشابه دیگر مناطق خشک کشور بیشتر در معرض بحران کم‌آبی قرار دارد، بنابراین به‌منظور بررسی تغییرات آب‌های زیرزمینی دشت سمنان انتخاب شد. برای این هدف، آمار 20 حلقه چاه مشاهده‌ای در طی دوره آماری 20 ساله (1373-1392) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا داده‌های شرکت آب منطقه‌ای استان سمنان جمع‌آوری و مرتب‌ شد. پس از ورود داده‌ها به GIS، با استفاده از نقشه‌های نقطه‌ای و با روش میان‌یابی کریجینگ، پهنه‌بندی افت سطح آب‌های زیرزمینی محدوده مورد مطالعه تهیه شد. داده‌های به‌دست‌آمده به منظور نمایش بهتر بر روی نمودار در محیط نرم‌افزار اکسل ترسیم شد. نتایج بررسی نقشه‌های هم‌سطح نشان داد در طول دوره آماری با گذشت زمان به‌طور میانگین سطح آب‌های زیرزمینی به میزان 6/8 متر افت پیداکرده است. بررسی‌های ماهانه نیز نشان داد بیشترین میزان افت تراز مربوط به ماه‌های شهریور، مهر و آبان است که بارندگی کمتر و کشت پاییزه شروع و در نتیجه بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی بیشتر است. برای بررسی و مشخص کردن مناطق حساس و نقش کاربری اراضی روی کمیت آب چاه‌ها مشخصات ذکر شده در هر تیپ کاربری جداگانه بررسی شد. از نقشه به‌دست‌آمده در محیط GIS، میانگین گرفته شد و میزان تغییرات در هر کاربری به دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که بیشترین کاهش سطح آب زیرزمینی مربوط به کاربری مسکونی است. در نهایت، می‌توان این‌چنین نتیجه‌گیری کرد که منطقه از نظر منابع آب زیرزمینی در وضعیت بحرانی قرار داشته و مدیریت این منابع در دشت سمنان بسیار ضروری است.

کلیدواژه‌ها

آب زیرزمینی؛ تراز آب؛ کریجینگ؛ دشت سمنان

عنوان مقاله [English]

Investigating Quantitative Changes of Groundwater in the Semnan Plain

نویسندگان [English]

Majid Mohammady¹؛ Amir Hosein Dustmohammadian²؛ Mojtaba Amiri³؛ Mohammad Kia Kianian²

¹Faculty of Natural Resources, Semnan University

²Faculty of Desert Studies, Semnan University

³Faculty of Natural Resources, Semnan University

چکیده [English]

Considering that Semnan Province is in an arid and semi-arid region like other dry parts of the country, it is more vulnerable to a water scarcity crisis, So, Semnan Plain was selected to study groundwater level. In order to study the reduction of water level, 20 observation wells were surveyed during the 20-year statistical period (1994-2013). At first, statistical data from the regional water company of Semnan Province were collected and arranged. After entering the data into GIS, using point maps and Kriging interpolation method, the zoning of surface degradation of groundwater in the study area were prepared. For better display, the resulting data were plotted on the graph in Excel. The results of the study showed that during the statistical period over time, the average groundwater level was reduced by 8.6 meters. Monthly surveys also showed that the highest level of surface water loss was due to the months of September, October and November, which lower rainfall and autumn crop start, and as a result, exploitation of groundwater resources is higher. In order to investigate and identify the sensitive areas and the role of land use on the quantity of water in wells, the specifications mentioned for each type of land use were separately examined. The results showed that the most reduction in groundwater level is related to the residential area. Finally, it can be concluded that the region is in critical condition for groundwater resources, and managing these resources is very essential in the Semnan plain.

کلیدواژه‌ها [English]

Groundwater, Water level, Kriging, Semnan plain

مراجع

1)       افضلی، ا.، و شاهدی، ک. 1393. بررسی روند تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت آمل-بابل. پژوهش‌نامه مدیریت حوضه آبخیز، 5 (10): 156-144.

2)       اکبری، م.، جرگه، م.، و مـدنی سـادات، ح. 1388. بررسی افت آب‌های زیرزمینی با اسـتفاده از سیسـتم اطلاعات جغرافیایی؛ مطالعه موردی: آبخـوان دشـت مشهد. مجله پژوهش‌های حفاظـت آب‌وخاک، 16(4): 78-63.

3)       اکرامی، م.، شریفی، ذ.، ملکی‌نژاد، ح.، و اختصاصی، م. ر. 1390. بررسی روند تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت یزد- اردکان. دو ماهنامه علمی پژوهشی طلوع بهداشت یزد. 10(2): 82-91.

4)       امیری، و.، نخعی، م.، موسایی، ف.، و سوری، س. 1389. افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان دشت کوهدشت با استفاده از جی‌ آی اس. مجموعه مقالات همایش ملی آب با رویکرد آب پاک. دانشگاه صنعت آب و برق، تهران. صفحه1084.

5)       بامری، ا.، پیری، ح.، و گنجی، ف. 1394. ارزیابی آلودگی آب‌های زیرزمینی دشت بجستان جهت مصارف کشاورزی با استفاده از روش کریجینگ شاخص. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 22(10): 229-211.

6)       پایمزد، ش.، رضایی، م. ر.، رضایی، م. ج.، و رضایی، ج. 1398. تخمین تغییرات آب زیرزمینی با استفاده از چهار تکنیک متفاوت شبکه عصبی تکاملی و داده‌های آب و هواشناسی (مطالعه موردی دشت عباس، استان ایلام). مجله علمی پژوهشی مهندسی اکوسیستم بیابان. 8 (22): 58-43.

7)       دلبری، م.، بوستانیان، م.، و افراسیاب، پ. 1392. بررسی تغییرات مکانی-زمانی و پهنه‌بندی سطح آب زیرزمینی آبخوان کوهپایه-سگزی، با استفاده از روش‌های زمین‌آماری. فصل‌نامه علمی پژوهشی فضای جغرافیایی.15(52): 305-324.

8)       دوست‌محمدیان، ا. ح. 1397. بررسی تغییرات کمی و کیفی آب‌های زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت سمنان). پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته بیابان‌زدایی، دانشگاه سمنان. 75 صفحه.

9)       علیزاده، ا. 1389. اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ30 (با تجدیدنظر)، دانشگاه امام رضا (ع)- مشهد. صفحه 97.

10)   فتاحی، م. م.  1388. بررسی رونـد بیابان‌زایی در استان قم با استفاده از داده‌های سنجش‌ازدور با تأکید بـر تغییرات استفاده از اراضی و تغییرات کمـی و کیفـی منـابع آب، فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 16(2):253-234

11)   قضاوی، ر.، و رمضانی سربندی، م. 1396. بررسی تأثیر تغییرات میزان بارش و برداشت از آب‌های زیرزمینی بر تغییرات کمی و کیفی آب آبخوان (مطالعه موردی رفسنجان). نشریه علمی- پژوهشی هیدروژئومورفولوژی. 3 (12): 129-111.

12)   کایی، ز.، فرامرزی، م.، کریمی، ح. و مهدی‌زاده، ح. 1396.  بررسی تأثیر تغییر کاربری زمین بر پارامترهای کمی و کیفی آب‌های زیرزمینی دشت مهران ایلام. مجله علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب. 9 (3): 28-15.

13)   کوکبی‌نژاد قزوینی، ا. ح.، محمدنژاد آروق، و.، و سلیمانی، م. ب. 1395. بررسی تغییرات کیفی آب‌های زیرزمینی واقع در رسوبات کواترنری دشت ارومیه. پژوهش‌های ژئومرفولوژی کمی. 5 (3): 110-93.

14)   مسلمی، ح.، و درویشی، ر. 1396. راهکارهای کاهش افت سطح آب زیرزمینی مطالعه موردی دشت لاور استان هرمزگان.  نشریه علمی- ترویجی مدیریت اراضی. 5 (2): 135-125.

15)   مسعودی، ر.، زهتابیان، غ.ر.، احمدی، ح.، و ملکیان، آ. 1394.  ارزیابی روند تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت کاشان. مجله مدیریت بیابان. 3(5): 78- 65.

16)   میرزایی، م.، مرشدی، ج.، و عظیمی، ف. 1393. اثر سد کرخه در افزایش سطح آب زیرزمینی دشت سرخه با استفاده از روش زمین آمار کریجینگ. نخستین همایش ملی کاربرد مدل­های پیشرفته تحلیل فضایی (سنجش از دور و GIS) در آمایش سرزمین، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد.

17)   نادریان‌فر، م.، انصاری، ح.، ضیاعی، ع. ن. و داوری، ک. 1390. بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی در حوضه آبریز نیشابور تحت شرایط اقلیمی مختلف. فصل‌نامه علمی و پژوهشی مهندسی آب و آبیاری. 1 (3): 37-22.

18)   نصرالهی، م.، ممبینی، م.، و ولی زاده، س. 1393. بررسی تأثیر روند تغییرات کاربری اراضی بر وضعیت منابع آب زیرزمینی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی دشت گیلان غرب). فصل‌نامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی. 23 (91): 97-89.

19)   یزدان‌پناهی، ع.، اکبری، م.، و بهرنگ منش، م. 1397.  بررسی تغییرات زمانی- مکانی پارامترهای کمی و کیفی آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین آمار در دشت مشهد.  نشریه ترویج و توسعه آبخیزداری. 6 (20): 35-25.

20)    Asoka, A., Gleeson, T., Wada, Y., and Mishra, V. 2017. Relative contribution of monsoon precipitation and pumping to changes in groundwater storage in India. Nature Geoscience. 10: 109-117.

21)    Gehreles, JC., Van Geer, FC., and De Vries, JJ. 1994. Decomposition of groundwater level fluctuations using transfer modeling in an area with shallow to deep unsaturated zones. Journal of Hydrology. 157 (1-4): 105-138.

22)    Lee, JY., Yi, MJ, Moon, SH, Cho, M., Won, JH., Ahn KH. and Lee, JM. 2007. Causes of the changes in groundwater levels at Daegu, Korea: the effect of subway excavations. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 66 (3): 251-258.

23)    Panda, DK., Mishra, A., Jena, S.K., James, B.K., and Kumar, A. 2007. The influence of drought and anthropogenic effects on ground water in Orissa, India. Journal of Hydrology, 343: 140-153.

24)    Priestley, SC., Shand, P., Love, AJ., Crossey, LJ., Karlsrom, KE., Keppel, MN., Wohling. DL., and Rousseau-Gueutin, P. 2019. Hydrochemical variations of groundwater and spring discharge of the western Great Artesian Basin, Australia: implications for regional groundwater flow. Hydrogeology Journal. 27 (8): 1-16.

25)    Shahid, S., and Hazarika MK. 2009. Groundwater drought in the northwestern districts of Bangladesh. Water Resources Management. 24 (10):1989-2006.

26)    Shi, L., Wang, Y., Qiu, M., and Wang, M. 2019. Assessment of water inrush risk based on the groundwater modeling system—a case study in the Jiaojia Gold Mine Area, China. Arabian Journal of Geosciences, 12 (24): 872-893.

27)    Zhang, W., Yan, Y., Zheng, J., Li, L., Dong, X., and Cai, H. 2009. Temporal and spatial variability of annual extreme water level in the Pearl River Delta region, China. Global and Planetary Change. 69 (1-2): 35-47.