پتانسیل یابی آب های زیرزمینی از طریق فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در حوضه ی مهدیشهر

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بیابان زدایی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

2 دانشجوی دکتری بیابان زدایی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد.

3 دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد بیابان‌زدایی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

4 دانشیار و عضو هیئت علمی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام

چکیده

آب­های زیرزمینی به­عنوان بخش مهمی از آب­های تجدیدپذیر جهان به­حساب می­آیند. با افزایش جمعیت، گرایش به زندگی شهرنشینی و غیره، تقاضا برای این منابع روز به روز در حال افزایش است. امروزه استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تبدیل به یکی از ابزارهای قدرتمند و مقرون به صرفه ­جهت شناسایی و اکتشاف منابع آب زیرزمینی قابل دسترس شده است. هدف از این تحقیق نیز مشخص کردن نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی در منطقه­ی مهدیشهر واقع در استان سمنان با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله­مراتبی (AHP)، سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی می­باشد. پارامترهایی که برای شناسایی نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی در نظر گرفته شده است عبارتند از واحدهای سنگ­شناسی، خطواره­ها، شیب، توپوگرافی، تراکم زهکشی، پوشش گیاهی و خطوط همباران که با استفاده از نقشه­های توپوگرافی 1:50000، مدل ارتفاعی رقومی، تصویر ماهواره­ایETM+، نقشه زمین­شناسی 1:250000 و آمار باران­سنجی ایستگاه­های هواشناسی از طریق تکنیک­های سنجش از دور و GIS به دست آمده­اند. تمام لایه­ها در کلاس­های مختلف از طریق تحلیل سلسله مراتبی جهت تعیین نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی مورد وزن­دهی قرار گرفته و پس از مدل­سازی در محیط GIS، حوضه­ی مهدیشهر از نظر نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی تقسیم­بندی گردید. نتایج نشان داد که از بین 7 معیار مورد بررسی توسط نظرات کارشناسی و روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، معیار سنگ­شناسی و خطواره به ترتیب با اهمیت نسبی 33/0 و 22/0 دارای بیشترین اهمیت نسبی و ارجحیت بالا جهت پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی در منطقه می­باشد. همچنین در منطقه مورد مطالعه آبرفت­های کواترنری شامل تراس­های قدیم و جدید و رسوبات رودخانه­ای دارای بیشترین اهمیت نسبی و مطلوبیت و ذخایر تراسی و مخروط افـکنه­های کوهپایه­ای قدیمی مرتفع و جدیـد کم ارتفاع به عـنوان مناطق بالقوه خوب آب­های زیرزمینی محسوب می­شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Groundwater Potentiality Assessment Through Analytical Hierarchy Process (AHP), Remote Sensing and GIS in Mahdishahr Area

نویسندگان [English]

  • Hasan Fathizan 1
  • Hamid Alipoor 2
  • Seideh Negar Hasheminasab 3
  • Haji Karimi 4
چکیده [English]

Hasan Fathizad[1]*
Hamid Alipoor[2]
Seideh Negar Hasheminasab[3]
Haji Karimi[4]
Abstract
Groundwater  is considered as an important part of  renewable waters of the world. With the increasing population, urbanization trend, etc., the demand for these resources, day by day is increasing. Nowadays, remote sensing and geographic information system (GIS) has become one of the most powerful and affordable tools for assessing and exploration of accessible groundwater resources. The purpose of this study is to identify potential areas of groundwater in the  Mahdishahr area located in Semnan using Analytical Hierarchy Process (AHP), remote sensing, and GIS. The parameters which are considered to identify the areas of potential groundwater are: lithological units, lineaments, slope, topography, drainage density, vegetation, and isoheytal maps which prepared by using the 1:50000 scale topographic maps, digital elevation model, ETM+ satellite images, 1:250000 scale geological map, and precipitation data of meteorology stations by remote sensing and GIS techniques. To determine potential areas of groundwater, all layers in different classes were weighted through hierarchical analysis and after modeling in the GIS medium, Mahdishahr basin was subdivided in the groundwater potential point of view. The results showed that among the 7 examined criteria determined by the expertise and analytic hierarchy process method, the geology and lineaments have relative importance of 0.33 and 0.22 respectively as the highest priority in groundwater potential determination in this area. Quaternary alluviums including old and new terraces and alluvial deposits have the highest relative importance and desirability in the study area. Terrace storages and old elevated and recent low elevation alluvial fans are as fair potential groundwater area.
 





[1]- Ph.D. Student  in Department of management the arid and desert regions, College of Natural Resources and Desert, Yazd University, Iran; hasan.fathizad@gmail.com.


[2]- Ph.D. Student  in Department of management the arid and desert regions, College of Natural Resources and Desert, Yazd University, Iran.


[3]- M.A.of  Management the arid and desert regions.


[4]- Associate  professor of  Pasture and Watershed, Ilam University, Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Remote sensing
  • GIS
  • Groundwater
  • AHP
  • Mahdishahr

مقدمه

آب­های زیرزمینی، آب­های موجود در فضاهای خالی قشری از زمین هستند (بگهراج[1] و همکاران، 2013: 65). آب­های زیرزمینی بر خلاف آب­های سطحی تقریباً در هر جایی قابل دسترس هستند با اینکه تجدیدشونده می باشنداما پایدار نیستند (کریشنماثی[2] و همکاران، 2000: 24). در دسترس بودن آب­های زیرزمینی بستگی به نوع و خواص فیزیکی سنگ­ها اعم از تخلخل، نفوذپذیری، قابلیت انتقال و ظرفیت ذخیره­سازی دارد (شارما[3] و کوجور، 2012: 1). روش­های معمول مورد استفاده در پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی عمدتاً بر مطالعات و پیمایش­های زمینی استوار است (گنه­پورم[4] و همکاران، 2009: 506). اما پیمایش­های صحرایی و استفاده از داده­های زمینی، اغلب وقت­گیر بوده و با هزینه­ی زیادی همراه است. با ظهور تکنیک­های سنجش از دور و GIS، نقشه­برداری پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی در داخل هر یک از واحدهای زمین­شناسی راحت­تر صورت می­گیرد (گنه­پورم و همکاران، 2009: 506؛ سینگ و پارکش[5]، 2003؛ جین[6]، 1998: 135). تلفیق داده­های سنجش از دور و GIS تبدیل به یکی از ابزارها برای اکتشاف منابع آب زیرزمینی شده است که در زمینه ارزیابی، نظارت و حفاظت از منابع آب­های زیرزمینی به ما کمک می­کنند (مگش[7] و همکاران 2012: 189؛ دار[8] و همکاران، 2011: 597). فرآیند تحلیل سلسله مراتبی یکی از جامع­ترین مدل­های طراحی شده برای تصمیم­گیری­های چندمعیاره است (عطایی، 1389: 333؛ قدسی­پور، 1388: 236).

در زمینه پتانسیل­یابی و مکانیابی منابع آب زیرزمینی به کمک مدل­های تصمیم­گیری و سیستم اطلاعات جغرافیایی مطالعاتی در داخل و خارج از کشور صورت گرفته است. رمضانی و همکاران (1390) در پژوهشی با عنوان مکا­نیابی محل­های انجام عملیات تغذیه مصنوعی آب­های زیرزمینی با به کارگیری روش­های تصمیم­گیری چندمعیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی، دو روش وزن­دهی تجمعی ساده و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی را برای مکانیابی مناطق مناسب تغذیه­ی مصنوعی آب­های زیرزمینی در دشت شمیل و آشکارا در استان هرمزگان، مورد استفاده قراردادند. پتانسیل­یابی منابع آب زیرزمینی توسط صابری و همکاران (1391) نیز با استفاده از تلفیق سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی و به کمک مدل تحلیل سلسله مراتبی در تاقدیس کمستان استان خوزستان انجام شد.

آل آدامات[9] و همکاران (2003) در بخش شمالی حوضه­ی Azraq اردن با استفاده از GIS، داده­های سنجش از دور و مدل DRASTIC، آسیب­پذیری منابع آب­های زیرزمینی این منطقه را بررسی نموده و نتیجه گرفتند که 84% آب­های زیرزمینی منطقه دارای آلودگی متوسط و بقیه دارای آلودگی کم هستند.

هدف از این تحقیق نیز مشخص کردن نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی در منطقه­ی مهدیشهر واقع در استان سمنان با استفاده از تکنیک­های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی می­باشد.

مواد و روش­ها

منطقه­ی مورد مطالعه

حوضه­یمهدیشهر در جنوب رشته کوه­های البرز، واقع در 15 کیلومتری شمال شهرستان سمنان می­باشد. این منطقه در محدوده طول جغرافیایی ²35 ¢00°53 تا ²01 ¢52°53 شرقی و عرض جغرافیایی²13 ¢36 °35 تا ²46 ¢10 °36 شمالی واقع شده است. مساحت آن 1954 کیلومتر مربع و حداقل ارتفاع آن از سطح دریا 1153 متر و حداکثر ارتفاع آن 3724 مترمی­باشد. شکل (1) موقعیت حوضه­ی مهدیشهر را نشان می­دهد. در محدوده­ی منطقه مورد مطالعه تعداد 18 شهر و روستا وجود دارد که در شکل (2) موقعیت آن­ها نشان داده شده است.

برای انجام این پژوهش، نقشه­ی­ توپوگرافی 1:50000، داده­های رقومی ارتفاعی منطقه (SRTM) با وضوح 90 متر، تصویر ماهواره­ای لندست ETM+ به تاریخ 30/08/2002، نقشه زمین­شناسی 1:250000، آمار باران­سنجی شش ایستگاه­ هواشناسی منطقه مورد استفاده قرار گرفت.

جهت تعیین نواحی بالقوه آب­های زیرزمینی حوضه­ی مهدیشهر از تکنیک­های سنجش از دور و GIS جهت استخراج نقشه­­های توپوگرافی، خطواره­ها، پوشش گیاهی، شیب، تراکم زهکشی، بارش و لیتولوژی استفاده شده است. تمام لایه­ها به صورت رستری تهیه و به هر کدام بر اثر ضریب تأثیر خود طبق روش AHP وزن اختصاص داده شد و با استفاده از اکستنشن Arc hydro tools در محیط ArcGIS، DEM منطقه­ی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و نهایتاً نقشه­ی شبکه­ی زهکشی منطقه به روش استراهلر تهیه گردید.

 

شکل (1) موقعیت حوزه­ی مهدیشهر

  در روش  AHPهر کدام از معیارهای اصلی توسط کارشناسان مربوطه به صورت شفاهی مورد مقایسه قرار گرفتند و وزن هر کدام محاسبه شد. پس از استخراج تمامی معیارهای مورد نیاز در این مطالعه و تهیه­ی فرم­های نظرخواهی متخصصان (فرم پرسشنامه)، بایستی نظرات کارشناسی مورد ارزیابی قرار گیرد تا نرخ ناسازگاری آن به­ دست آید. کنترل نرخ ناسازگاری قضاوت­های تصمیم­گیرندگان بر اساس روابـط ریاضی و با اسـتفاده از نرم­افزار Expert Choice صورت گـرفت. این نرم­افزار قادر است وزن نسبی معیارها و زیر معیارهای در نظر گفته شده را نسبت به یگدیگر و سطوح بالاتر با بکارگیری روش بردار ویژه تعیین کند. در نهایت وزن نهایی گزینه­ها محاسبه و بر اساس معیارهای تعیین­شده اولویت­بندی می­شود.

 

شکل (2) موقعیت اراضی مسکونی در محدوده­ی منطقه­ی مورد مطالعه

 پس از وارد کردن معیارها در این نرم­افزار میزان نرخ ناسازگاری آن­ها برای تعیین درستی ماتریس­های مقایسه­­ی زوجی، محاسبه گرد­ید. نرخ ناسازگاری اگر کمتر از 1/0 باشد می­توان نتیجه گرفت که سطح مطلوبی از سازگاری در مقایسات زوجی وجود داشته است و در غیر این صورت این نرخ نشان­دهنده­ی قضاوت ناسازگاری می­باشد نقشه­های معیار تهیه شده سپس در محیط Spatial Analyst، با روی­ هم­گذاری مورد همپوشانی وزنی (weighted overlay) قرار گرفتند و نهایتاً نقشه­ی پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی منطقه در 4 کلاس خوب، خوب تا متوسط، متوسط و ضعیف تهیه گردید.

جدول (1) تعیین ارزش معیارها نسبت به یکدیگر توسط نظرات کارشناسی

ترجیحات

ارزش عددی

کاملاً ارجح یا کاملاً مهم‌تر یا کاملاً مطلوب‌تر

9

ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت خیلی قوی

7

ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت قوی

5

کمی ارجح یا کمی مهم­تر یا کمی مطلوب‌تر

3

ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت یکسان

1

ترجیحات بین فواصل فوق

2 و 4 و 6 و 8

بحث و نتایج

در روش تحلیل سلسله مراتبی بعد از مشخص شدن وزن­ها برای تولید نقشه­­ی پتانسیل­یابی منابع آب تمام اوزان زیرمعیارها در آن­ها تأثیر داده و نقشه­ی وزن­دار هر یک از معیارها تولید شد. در نهایت با توجه به وزن هر معیار اصلی نقشه نهایی پتانسیل منابع آبی محاسبه گردید که در چهار کلاس پتانسیل کم، پتانسیل متوسط، پتانسیل متوسط تا خوب و پتانسیل خوب طبقه­بندی شد.

در تحقیق حاضر نقش هفت معیار واحدهای سنگ­شناسی، خطواره­ها، شیب، توپـوگرافی، تراکم زهکشی، پوشش گـیاهی و خطوط همباران در پـتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی منطقه­ی مهدیشهر با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد ارزیابی قرار گرفته است که نتایج در جداول و شکل­­های مربوطه آورده شده است.

- سنگ­شناسی

با توجه به تأثیر وضعیت لیتولوژی بر روی سیستم­های هیدروژئولوژیکی­، نقشه­ی زمین­شناسی منطقه را می­توان به سه گروه عمده­ی سازندهای سخت کربناته، سازندهای سخت غیرکربناته و رسوبات آبرفتی تقسیم نمود. سازندهای زمین­شناسی در جدول 2 و 3 سازندها و واحدهای زمین­شناسی نشان داده شده است. شکل (3) نقشه­ی واحدهای سنگ­شناسی حوضه­ی مهدیشهر را نشان می­دهد.

جدول (2) سازندهای زمین­شناسی حوضه­ی آبخیز مهدیشهر

سازند

جنس

سن

باروت

شیل، ماسه­سنگ و دولومیت

کامبرین نزدیک

روته

آهک و دولومیت

پرمین

الیکا

دولومیت و آهک

تریاس

شمشک

ماسه­سنگ، شیل و آهک

ژوراسیک نزدیک

لار

آهک و دولومیت

ژوراسیک دور

تیزکوه

آهک ضخیم لایه و توده­ای

کرتاسه

زیارت

سنگ آهک و سنگ آهک مارنی

ائوسن

کرج

شیل، سنگ آتشفشانی آندزیتی و لایه­های آهک

ائوسن

آبرفت­های کواترنری

تراس­های قدیم و جدید و رسوبات رودخانه­ای

کواترنری

جدول (4) معیار زمین­شناسی و اهمیت ­نسبی آن­ها و شکل (4) نقشه­ی واحدهای زمین­شناسی منطقه­ی حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد

جدول (3) واحدهای سنگ­شناسی حوضه­ی آبخیز مهدیشهر

جنس

اندکس

جنس

اندکس

تناوبی از دولومیت، سنگ آهک و شیل

Cb

مارن، مارن ژیپس دار، ماسه­سنگ و کنگلومرا

Mur

واحد تفکیک نشده شامل سیلتستون میکادار و ماسه سنگ

Czl

مارن و مارن ژیپس­دار، با میان لایه­های

ماسه­سنگ

Murm

سنگ آهک، شیل و مارن تفکیک نشده

Db.sh

سنگ آهک ریفی توده­ای تا ضخیم لایه

OMql

آهک پلاژیک و بیومتریک جلبکی و متریک

E1l

شیل اسلیتی با میان لایه­های فرعی ماسه سنگ کوارتزیتی

pCk

مارن، مارن ژیپس­دار و سنگ آهک

E1m

سنگ آهک ریفی و مارن ژیپس­دار

PeEz

کنگلومرا و ماسه سنگ

E2c

کنگلومرای پلی­متال‌و ماسه سنگ

Plc

شیل تیره توف­دار با میان لایه هایی از توف

Edvt

کنگلومرای پلی ژنیک سست

PlQc

ژیپس

Ekgy

سنگ آهک توده­ای تا متوسط لایه

Pr

گچ (قاچ نمکی)

EOgy

سنگهای تفکیک نشده پالئوزوئیک

Pz

جنس

اندکس

جنس

اندکس

سنگ آهک توده­ای- نازک لایه خاکستری روشن

Jl

ذخایر تراسی و مخروط افکنه­های

وهپایه­ای قدیمی مرتفع

Qft1

سنگ آهک اربیتولین­دار ضخیم لایه تا توده­ای

Ktzl

ذخایر تراسی و مخروط افکنه­های

کوهپایه­ای جدید کم ارتفاع

Qft2

سنگهای تفکیک نشده کرتاسه بالایی

Ku

سنگ آهک الیتی، سنگ آهک شیلی، دولومیت، سنگ آهک دولومیتی   

TRe

آهک پلاژیک گلوبوترونکانادار

Kupl

ماسه سنگ، سیلتستون و گلسنگ و تناوب لایه­هایی از زغال سنگ رگه­ای

TRjs

کنگلومرای قرمز و ماسه سنگ

Mc

 

 

 

 

شکل(3) نقشه­ی واحدهای سنگ­شناسی حوضه­ی مهدیشهر

جدول (4) معیار زمین­شناسی: سازندها و اهمیت­نسبی آن­ها

سازند

آبرفت­های کواترنری

سازند تیزکوه

سازند لار

سازند باروت

سازند شمشک

سازند روته

سازند الیکا

سازند زیارت

سازند کرج

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

آبرفت­های کواترنری

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1472/4

3043/0

سازند تیزکوه

2/1

1

2

3

4

5

6

7

8

00/3

2201/0

سازند روته

3/1

2/1

1

2

3

4

5

6

7

1131/2

1550/0

سازند لار

4/1

3/1

2/1

1

2

3

4

5

6

4592/1

1071/0

سازند الیکا

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

3

4

5

1

0734/0

سازند زیارت

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

3

4

8195/0

0601/0

سازند کرج

7/1

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

3

4732/0

0347/0

سازند شمشک

8/1

7/1

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

3756/0

0276/0

سازند باروت

9/1

8/1

7/1

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2411/0

0177/0

-پوشش گیاهی سبز

  با استفاده از تصاویر موجود و شاخص­های پوشش گیاهی متنوع مانند NDVI، نقشه­ی پوشش گیاهی منطقه در فصل خشک به دست آمد. پوشش گیاهی در نواحی مرکزی عمدتاً مزارع و باغات هستند که بر روی دره­های آبرفتی واقع شده­اند. جدول (5) معیار پوشش گیاهی، کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (5) نقشه­ی پوشش گیاهی منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.

جدول (5) معیار پوشش گیاهی: کلاس ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس

پوشش

بدون پوشش

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

پوشش

1

2

4142/1

6667/0

بدون پوشش

2/1

1

7071/0

3333/0

-شبکه­ی زهکشی و بارش

شبکه­ی زهکشی بر اساس میزان تـراکم آبراهه­ها در نـفوذ رواناب به 5 کلاس طبقه­بندی گردید جدول (6)، معیار شبکه زهکشی، کلاس­­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (6)، نقشه­ی تراکم آبراهه­ منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.

جهت تهیه­ی نقشه­ی همباران منطقه، ابتدا با استفاده از آمار 14 ساله بارندگی مربوط به 6 ایستگاه باران­سنجی موجود در کل منطقه رابطه­ی گرادیان بارندگی با ارتفاع منطقه به دست آمد (شکل7). سپس با استفاده از رابطه­ی گرادیان و DEM منطقه، نقشه­ی همباران تهیه گردید. میانگین بارندگی ایستگاه مهدیشهر 250 میلی­متر در سال است اما با توجه به کوهستانی بودن منطقه، بارندگی در نقاط دیگر منطقه بیشتر است. طبق نقشه­ی همباران منطقه، بارندگی تا 650 میلی­متر در منطقه دیده می­شود لذا منطقه از بارندگی 250 میلی­متر تا 650 میلی­متر به 3 کلاس طبقه­بندی گردید.

جدول (6) معیار شبکه­ی زهکشی: کلاس­­ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس­ها

6/2- 8/1

8/1- 4/1

4/1- 9/0

9/0- 5/0

5/0

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

6/2- 8/1

1

3

8

8

9

4413/4

5262/0

8/1- 4/1

3/1

1

7

7

8

6499/2

3140/0

4/1- 9/0

8/1

7/1

1

1

2

5135/0

0608/0

9/0- 5/0

8/1

7/1

1

1

2

5135/0

0608/0

5/0

9/1

8/1

2/1

2/1

1

3222/0

0382/0

 

شکل (6) گرادیان بارش با ارتفاع منطقه

جدول (7) معیار بارش، کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (7) نقشه همباران منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.

جدول (7) معیار بارش: کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس­ها

650-450m m

450- 250 mm

mm<250

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

650-450 mm

1

5

7

2711/3

7147/0

450-250mm

5/1

1

5

1

2185/0

mm<250

7/1

5/1

1

3057/0

0668/0

-خطواره

برای استخراج خطواره­ها از فیلترهای جهت­دارآشکارسازی لبه مانند laplacian، Sobel و robert استفاده گردید تراکم خطواره­های منطقه در 5 کلاس طبقه­بندی گردید. جدول (8) معیار تراکم خطواره، کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (8) نقشه تراکم خطواره­های منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.

جدول (8) معیار تراکم خطواره: کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس­ها

22/2-6/1

6/1-2/1

2/1-8/0

8/0-4/0

4/0- 0

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

22/2-6/1

1

3

5

7

9

9363/3

5101/0

6/1-2/1

3/1

1

3

5

7

036/2

2638/0

2/1-8/0

5/1

3/1

1

3

5

1

1296/0

8/0-4/0

7/1

5/1

3/1

1

3

4911/0

0636/0

4/0- 0

9/1

7/1

5/1

3/1

1

2540/0

0329/0

جدول (9) معیار شیب: کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس

7-0 %

21-7 %

42-21 %

63-42 %

 %63 <

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

7-0 %

1

5

7

8

9

7894/4

5469/0

21-7 %

5/1

1

6

7

8

32/2

2649/0

42-21 %

7/1

6/1

1

6

7

1

1142/0

63-42 %

8/1

7/1

6/1

1

6

4471/0

0511/0

% 63 <

9/1

8/1

7/1

6/1

1

2013/0

0230/0

-شیب و توپوگرافی

بر اساس داده­های SRTM، نقشه­ی شیب منطقه در 5 کلاس­ تهیه شد. جدول (9) معیار شیب، کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (9) نقشه­ی شیب منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.با تجزیه و تحلیل داده­های SRTM، شرایط توپوگرافی منطقه تعیین شد. منطقه دارای آب­و­هوای تقریباً نیمه­خشک با شرایط کوهستانی است. حداقل ارتفاع منطقه 1150 متر و حداکثر ارتفاع آن 3724 متر از سطح دریا است. اخـتلاف ارتفاع زیاد بین حداقل و حـداکثر ارتفاع منطقه باعث شـده تا دامنه­های زیادی با شیب­های زیاد تشکیل شده که این دامنه­ها حرکت آب را به سوی مناطق با ارتفاع کمتر هدایت می­کنند. جدول (10) معیار توپوگرافی، کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها و شکل (10) نقشه­ی توپوگرافی منطقه حاصل از وزن­دهی را نشان می­دهد.

جدول (11) معیارهای اصلی و اهمیت­ نسبی آن­ها و شکل (11) نقشه­ی پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی منطقه به روش AHP را نشان می­دهد.

جدول (10) معیار توپوگرافی: کلاس­ها و اهمیت نسبی آن­ها

کلاس­ها

m 1800>

m 2800-1800

m 3800-2800

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

m 1800>

1

5

9

5569/3

7352/0

m 2800-1800

5/1

1

5

1

2067/0

m 3800-2800

9/1

5/1

1

2811/0

0581/0

جدول (11) معیارهای اصلی و اهمیت­نسبی آن­ها

کلاس

زمین شناسی

خطواره

شبکه زهکشی

شیب

بارش

توپوگرافی

پوشش گیاهی

میانگین هندسی

اهمیت نسبی

 

سنگ­شناسی

1

2

3

4

5

6

7

18/4

33/0

 

خطواره

2/1

1

2

3

4

5

6

03/3

22/0

 

شبکه­زهکشی

3/1

2/1

1

2

3

4

5

14/2

16/0

 

شیب

4/1

3/1

2/1

1

2

3

4

49/1

11/0

 

بارش

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

3

03/1

08/0

 

توپوگرافی

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

2

85/0

06/0

 

پوشش گیاهی

7/1

6/1

5/1

4/1

3/1

2/1

1

50/0

04/0

 

 

   

 

شکل (4) نقشه­ی واحدهای سنگ­شناسی منطقه

شکل (5) نقشه­ی پوشش گیاهی منطقه

 

   

 

شکل (6) نقشه­ی تراکم آبراهه منطقه­

شکل (7) نقشه­ی همباران منطقه­

 

   

 

شکل (8) نقشه­ی تراکم خطواره­های منطقه

شکل(9) نقشه­ی شیب منطقه

 

   

 

شکل (10) نقشه­ی توپوگرافی منطقه حاصل از

 وزن­دهی    

شکل (11) نقشه­ی پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی منطقه

                         

نتیجه­گیری

اکتشاف آب­های زیرزمینی در زمین­های سخت سنگی کارپیچیده­ای است اما برنامه­های کاربردی پیشرفته RS و GIS با رویکردی یکپارچه، روش­های مؤثر و کارآمـدی را برای مطالعه­ی تـوسعه و مدیریت منابع آبی به وجود مـی­آورند که می­توان بر این پیچیدگی غلبه کرد. در این مقاله، هفت لایه شامل سازندهای زمین­شناسی، چگالی خطواره­ها، شیب، توپوگرافی، بارندگی، پوشش گیاهی و تراکم زهکشی با استفاده از تکنیک­های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه و به وسیله­ی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی مورد وزن­دهی قرار گرفتند. نتایج تحقیق نشان داد که از بین 7 معیار مورد بررسی توسط نظرات کارشناسی و روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، معیار زمین­شناسی و خطواره به ترتیب با اهمیت نسبی 33/0 و 22/0 دارای بیشترین اهمیت نسبی و ارجحیت بالا جهت پتانسیل­یابی آب­های زیرزمینی در منطقه می­باشد. قسمت­هایی که دارای پوشش گیاهی، تراکم آبراهه، بارندگی و تراکم خطواره بیشتر و همچنین دارای شیب و ارتفاع کمتر بودند، از لحاظ وزن­دهی دارای اهمیت نسبی بیشتر و در نتیجه مکان مناسبی برای پتانسیل آب­های زیرزمینی می­باشد. در منطقه­ی مورد مطالعه آبرفت­های کواترنری شامل تراس­های قدیم و جدید و رسوبات رودخانه­ای دارای بیشترین اهمیت نسبی و مطلوبیت و ذخایر تراسی و مخروط افکنه­های کوهپایه­ای قدیمی مرتفع و همچنین ذخایر تراسی و مخروط افکنه­های کوهپایه­ای جدید کم ارتفاع به عنوان مناطق بالقوه خوب آب­های زیرزمینی محسوب می­شوند. همچنین با وجود تراکم زهکشی بالا بر روی واحد سنگی کنگلومرای پلی­ژنیک سست، این مناطق نیز مناطق خوب محسوب شده است. به علاوه وجود تراکم زیاد خطواره­ها در سازندهای ماسه سنگی شـمشک و باروت و آهک­های ضخیم لایـه­ی سازند تـیزکوه جز مناطق مناسب آب­های زیرزمینی می­باشند.

نتایج حاکی از تأثیر مثبت روش تحلیل سلسله مراتبی بر شناسایی مناطق با احتمال وجود آب زیرزمینی است. همچنین این پژوهش نشان داد مدل­سازی از جمله روش­های ارزشمند برای تعیین وضعیت احتمالی تغییرات مکانی است. با توجه به اینکه این روش در تعیین پتانسیل یک حوزه از نظر منابع آب زیرزمینی جزء فناوری­های نوین محسوب مـی­گردد، می­تواند راهبردی مناسب در ارتقاء شیوه­های سنتی و کاهش هزینه­های مرتبط با آن باشد.



[1]- Bagyaraj

[2]- Krishnamurthy

[3]- Sharma

[4]- Ganapuram

[5]- Singh and Prakash

[6]- Jain

[7]- Magesh

[8]- Dar

[9]- Al-Adamat

منابع
ـ رمضانی، مهریان­مجید؛ ملک­محمدی، بهرام؛ جعفری، حمیدرضا و یوسف رفیعی (1390). مکانیابیمحل­هایانجامعملیات تغذیهمصنوعیآبزیرزمینیبابه­ کارگیریروش­هایتصمیم­گیریچندمعیارهوسامانهاطلاعات جغرافیایی (مطالعات موردی: استان هرمزگان، دشت شمیل و آشکارا)، مجله­ی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 14: صص 10-1.
ـ صابری، علیرضا؛ رنگزن، کاظم؛ مهجوری، رضا و مـحمدرضا کشاورزی (1391). پتانسیل­یابیمنابعآبزیرزمینیباتلفیق سنجش از دور (RS) و GIS به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در تاقدیس کمستان استان خوزستان، مجله­ی زمین­شناسی کاربردی پیشرفته، 6: صص 20-11.
-Abdalla, F. (2012), Mapping of Groundwater Prospective Zones Using Remote Sensing and GIS Techniques: A Case Sstudy from the Central Eastern Desert, Egypt, Journal of African Earth Sciences, Vol 70, 27, PP. 8-17.
-Al-Adamat, R.A.N.; Foster, I.D.L.; Baban, S.M.J. (2003), Groundwater Vulnerability and Risk Mapping for the Basaltic Aquifer of the Azraq Basin of Jordan Using GIS, Remote Sensing and DRASTIC, Applied Geography, 23, PP. 303-324.
-Bouaziz, M.; Leidig, M.; Gloaguen, R. (2011), Optimal Parameter Selection for Qualitative Regional Erosion Risk Monitoring: A Remote Sensing Study of SE Ethiopia, GEOSCIENCE FRONTIERS Vol. 2, Issue 2, PP. 237-245.
-Chaabouni, R.; Bouaziz, S.; Peresson, H.; Wolfgang, J. (2012), Lineament Analysis of South Jenein Area (Southern Tunisia) Using Remote Sensing Data and Geographic Information System, The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 15, PP. 197-206.
-Chenini, I.; Mammou, A.B. (2010), Groundwater Recharges Study in Arid Region: An Approach Using GIS Techniques and Numerical Modeling, Computers & Geosciences 36, PP. 801-817.
-Dar, I.A.; Sankar, K.; Dar, M.A. (2010), Remote Sensing Technology and Geographic Information System Modeling: An integrated Approach towards the Mapping of groundwater Potential Zones in Hard Rock Terrain, Mamundiyar Basin, Journal of Hydrology 394, PP. 285-295.
-Elewa, H.H.; Fathy, R.G.; Qaddah, A.A. (2011), The Sustainable Development and Management of Groundwater Resource RequiresPrecise Quantitative Assessment Based on Scientific Principle and Modern Techniques, Hydrogeology Journal, 19: 613–628.
-Ganapuram, S.; Kumar, G.; Krishna, I.; Kahya, E.; Demirel, M. (2008), Mapping of Groundwater Potential Zones in the Musi basin Using Remote Sensing and GIS, Advances in Engineering Software, Vol. 40, Issue 7, PP. 506-518.
-Ganapuram, S.; Vijaya Kumar, G.T.; Murali Krishna, I.V.; Kahya, E. (2009), Mapping of Groundwater Potential Zones in the Musi Basin Using Remote Sensing data and GIS, Advances in Engineering Software 40, pp. 506-518.
-Ishizaka, A.; Labib, A., (2009), AnalyticHierarchy Process and Expert Choice:Benefits and Limitations, ORInsight, Vol. 22, Issue 4, PP. 201-220.
-Jain, PK. (1998), Remote Sensing Techniques to locate Ground Water Potential zones in upper Urmil River Basin, District Chatarpur-central India, J Ind Soc Remote Sens, Vol. 26, Issue 3, PP. 135–147.
-Kheirkhah Zarkesh, M. (2005), DSS for Floodwater Site Selection in Iran, PhD Thesis, Wageningen University, p. 273.
- Khodaei, K.; Nassery, H.R. (2013), Groundwater Exploration Using Remote Sensing and Geographic Information Systems in a Semi-arid Area (Southwest of Urmieh, Northwest of Iran), Arabian Journal of Geosciences, 6, PP. 1229-1240
-Krishnamurthy, J., Mani, A., Jayaraman, V., Manive, M., (2000), Groundwater Resources Development in Hard Rock Terrain an Approach Using Remote Sensing and GIS Techniques, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 2, Issue 3/4, PP. 204–215.
-Madi, K.; Zhao, B. (2013), Neotectonic belts, Remote Sensing and Groundwater Potentials in the Eastern Cape Province, South Africa, International Journal of Water Resources and Environmental Engineering, Vol. 5, Issue 6, PP. 332-350.
-Magesh, N.S.; Chandrasekar, N.; Soundranayagam, J.P. (2012), Delineation of Groundwater Potential Zones in Theni District, Tamil Nadu, Using Remote Sensing, GIS and MIF Techniques, GEOSCIENCE FRONTIERS, Vol. 3, Issue 2, PP. 189-196.
-Malczewski, J. (2006), GIS-basedMulticriteria Decision Analysis: A Survey ofthe Literature, International Journal of Geographical Information Science, Volume 20, Issue 7, PP. 703-726.
-Meijerink, A.M.J. (1996), Remote Sensing Applications to Hydrology: Groundwater, Hydrological Sciences Journal, 41, PP. 549–561.
-Moore, I.D.; Gryson, R.B.; Landson, A.R. (1991), Digital Terrain Modeling: Review of Hydrological, Geomorphological, and Biological Applications, Hydrological Processes, 5, PP. 3-30.
-Oswald, M. (2004), Implementation of theAnalytical Hierarchy Process with VBA inArcGIS, Computers and Geosciences, 30, PP .637–646.
-Pickup, G.; Chewings, V.H., (1996), Correlations between DEM-derived Topographic Indices and Remotely Sensed Vegetation Cover in Rangelands, Earth Surface Processes and Landforms 21, PP. 517-529.