بررسی تغییرات مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت تبریز با استفاده از روش‌های کریجینگ، کوکریجینگ و IDW

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران-محیط زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

2 دانشجوی دکتری تخصصی آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

آب­ زیرزمینی از جمله منابع بسیار مهم تامین آب در مناطق خشک و نیمه­خشک است که بررسی تغییرات کیفی و کمی آن بسیار حائز اهمیت است. در دشت تبریز، به­دلیل کاهش میزان نزولات جوی و به­تبع آن کاهش حجم رواناب سطحی، منابع آب زیرزمینی نقش مهمی در تأمین نیازهای آبی در بخش­های کشاورزی، شرب و صنعتی دارد. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت تبریز از منظر مصارف آبیاری (کشاورزی) و نیز بررسی تغییرات مکانی Cl, EC TDS, و SAR با استفاده از روش زمین آمار است. برای پیش­بینی تغییرات مکانی پارامتر­های کیفی آب از نمونه­های 86 حلقه چاه این منطقه که طی سال­های 1383تا 1396 اندازه­گیری شده­اند، استفاده شد. با مقایسه روش­های کریجینگ و کوکریجینگ با واریوگرام گوسین و نیز IDW مشخص شد که روش کوکریجینگ با واریوگرام گوسین دارای شاخص پراکندگی (SI) کمتری می­باشد. براساس نتایج حاصل از پهنه­بندی EC، SAR و همچنین طبقه­بندی آب زیرزمینی منطقه براساس دیاگرام ویلکاکس، کیفیت آب زیرزمینی دشت تبریز غالبا بین کمی شور تا شور متغیر قرار دارد. عوامل متعددی همچون: برداشت زیاد آب از آبخوان دشت تبریز، وجود سازندهای مارنی در محدوده دشت تبریز و وجود سازندهای شور در بالادست رودهایی که از این دشت می‌گذرند در بالا بودن شوری دشت تبریز موثر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Analyzing Spatial Variations of Groundwater Quality Parameters in Tabriz Plain Using Kriging, Co Kriging and IDW Methods

نویسندگان [English]

  • Naser Shiri 1
  • Mohammad Hossin Kazemi 2
  • Jalal Shiri 3
1 M.Sc graduated, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
2 Ph.D student, Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 Associate Professor, Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Groundwater is an important water resource in arid and semiarid regions, and its quantitative/qualitative analysis is very important. In Tabriz plain, due to the reduction in annual amounts of precipitation and consequently, reduction of surface runoff, groundwater resources play a key role in supplying agricultural, drinking, and industrial consumptive sections. The goal of the present study was to evaluate the groundwater resources in Tabriz plain qualitatively from an agricultural irrigation viewpoint, as well as analyzing the spatial variations of EC, Cl, TDS and SAR through employing the geostatistical methods. The observational records of 86 wells in this region, covering a period of 17 years (2004‑2017), were used to assess the applied methodology. Comparing the Kriging, co‑kriging (with Gaussian variogram), and IDW methods showed that the co‑Kriging with Gaussian variogram provided the most accurate results in terms of the lowest scatter index (SI) values. The results of the groundwater quality classification (using Wilcox diagram) and EC/SAR zoning showed that the groundwater quality in the Tabriz plain is semi‑saline to saline in most of the cases, which might be linked to the higher amounts of withdrawals from the aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geostatistical
  • Groundwater
  • Quality
  • Tabriz
  • Wilcox

مراجع

بی­دست، س.، فاخری فرد، ا.، فرقانی، ا.، شهابی، م. (1394). تحلیل و تفسیر تغییرات مکانی و زمانی برخی متغیرهای کیفی آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان دشت تبریز). نشریه دانش آب و خاک، (25): 320-297.
حاجی هاشمی جزی، م.ر.، آتشگاهی، م.، حمیدیان، ا.ح. (1389). برآورد مکانی مولفه‌های کیفی آب‌های زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین آمار مطالعه موردی: دشت گلپایگان. نشریه محیط زیست طبیعی، (63): 357-347.
سعیدی‌رضوی، ب. (1399). بررسی آسیب‌پذیری آب زیرزمینی دشت گلپایگان با استفاده از بهینه‌سازی روش دراستیک. نشریه هیدروژئولوژی، (2): 74-61.
کلانتری، ن.، شیخ زاده، ع.، محمدی، ه.، چقازدری، ز. (1400). ارزیابی وضعیت هیدروژئوشیمی آب زیرزمینی آبخوان عقیلی با تأکید بر روش‌های آماری چند متغیره. نشریه هیدروژئولوژی، (2): 108-95.
گرگیچ، آ.د. (1395). هیدروژئولوژی آبخوان آذرشهر و مدل‌سازی کمی آن با استفاده از مدل‌های تلفیقی و دینامیک سیستم. رساله دکتری تخصصی، دانشگاه تبریز.
نادری، م، میرعباسی، ر.، نصر اصفهانی، م.ع. (1404). بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب زیرزمینی دشت سفید دشت و ارزیابی آن برای استفاده در مصارف کشاورزی. نشریه هیدروژئولوژی، (2): 108-91.
Abdi, P. (2007). Investigation and Evaluation of Groundwater Quality in Zanjan Plain Using GIS. Third Conference on Applied Geology and Environment. Islamic Azad University, Eslamshahr,Iran. (In Persian)
Adhikary, P.P., Chandrasekharan, H., Chakraborty, D., Kamble, K. (2010). Assessment of groundwater pollution in West Delhi, India using geostatistical approach. Environmental Monitoring and Assessment, 167(1-4): 599-615.
Ahmed, S., Mazumder, Q., Jahan, C., Ahmed, M., Islam, S. (2002). Hydrochemistry and classification of groundwater, Rajshahi city Corporation area, Bangladesh. Journal of the Geological Society of India, 60(4): 411-418.
Alizadeh, A. (2013). Soil-Water-Plant relationship. Emam Reza University Press, Mashhad.
Alizadeh, A. (2015). Design of Irrigation Systems Volume I: Design of Surface Irrigation Systems. Emam Reza University Press, Mashhad
Alizadeh, A. (2015). Principles of Applied Hydrology. Emam Reza University Press, Mashhad.
Anku, Y.S., Banoeng-Yakubo, B., Asiedu, D.K., Yidana, S.M. (2009). Water quality analysis of groundwater in crystalline basement rocks, Northern Ghana. Environmental Geology, 58(5): 989-997.
Asghari Moghaddam, A. (1991). The hydrology of Tabriz area, Iran. Ph.D Thesis. University College London, London.
Bidast, S., Fakheri fard, A., Forghani, A. and Shahabi, M. (2015). Analyze and Interpretation of Spatial and Temporal Variations of Some Groundwater QualitativeVariables (Case Study: Tabriz Plain Aquifer). Water and Soil Science, 25(3), 297-320. [In Persian]
Delgado, C., Pacheco, J., Cabrera, A., Batllori, E., Orellana, R., Bautista, F. (2010). Quality of groundwater for irrigation in tropical karst environment: The case of Yucatan, Mexico. Agricultural Water Management, 97(10): 1423-1433.
Gorgij, A.D. (2015). Hydrogeology of Azarshahr aquifer and its quantitative modeling using hybrid models and system dynamics. PhD thesis,Tabriz University. [In Persian]
Habibi, V., Ahmadi, A., fattahi, M. (2009). Modeling Spatial Variability of Ground Water Chemical Properties Using Geostatistical Methods. Iran-Watershed Management Science & Engineering, 3(7): 23-34.
Hasanipak, A.A. (2007). Grosseteste’s University of Tehran Press, Tehran.
Jamshidzadeh, Z., Mirbagheri, S.A. (2011). Evaluation of groundwater quantity and quality in the Kashan Basin, Central Iran. Desalination, 270: 23–30.
Kalantari, N., sheikhzadeh, A., Mohammadi, H., chaghazardi, Z. (2022). Evaluation of the Aghili aquifer hydrochemical status with emphasis on multivariable statistics method. Hydrogeology, 6(2), 95-108. [In Persian]
Ketata, M., Moncef, G., Bouhlila, R. (2011). Use of geographical information system and water quality index to assess groundwater quality in El Khairat deep aquifer (Enfidha, Central East Tunisia). Arabian Journal of Geosciences, 5: 1379-1390.
Khalaf, R.M., Hassan, W.H. (2013). Evaluation of irrigation water quality index IWQI for Al-Dammam confined aquifer in the west and southwest of Karbala city, Iraq. International Journal of Civil Engineering, 23: 21-34.
Khazaei, S., Abbasi Tabar, H., Taghizadeh-Mehrjardi, R. (2011). Spatial Distribution of Nitrate Contamination in Groundwater Using Geostatistic in Fars Province (Case study: Siakh Darengoun Area). Journal of Natural Environment, 64(3): 267-279. 
Magesh, N., Krishnakumar, S., Chandrasekar, N., Soundranayagam, J.P. (2013). Groundwater quality assessment using WQI and GIS techniques, Dindigul district, Tamil Nadu, India. Arabian Journal of Geosciences, 6(11): 4179-4189.
Maghami, Y., Ghazavi, R., Vali, A., Sharafi, S. (2011). Evaluation of Different Interpolation Methods for Water Quality Zoning Using GIS (Case Study: Abadeh County). Geography and Environmental Planning 22(2): 171-182.
Mogaddam, A.A., Gorgij, A.D. (2016). Feasibility Study of Hydraulic Relationship of Lake Urmia with Azarshahr Coastal Coastal Aquifer Using Geochemical Reversal Ratios and Modeling. Ecology, 42(1): 65-80.
Mohammadi, M., Mohammadi-Ghaleney, M., Ebrahimi, K. (2011). Spatial and temporal variations of groundwater quality in Qazvin plain. Iranian Water Research, 5(8): 52-41.
Moradi, M., Vagharfard, H., Khorani, A., Mahmoudinejad, V. (2011). Evaluation of Different Interpolation Methods in Groundwater Salinity Zoning Using Cross-Validation Technique (Case Study: Shahrekord Plain). Iranian Remote Sensing and GIS, 3(1): 35-44.
Naderi Eshkaftaki, M., Mirabbasi, R., Nasr Esfahani, M.A. (2023). Investigation of Temporal and Spatial Variations of Groundwater Quality in Sefiddasht Plain and Suitability Evaluation for Agricultural Use. Hydrogeology, 7(2), 91-108. [In Persian]
Obiefuna, G., Sheriff, A. (2011). Assessment of shallow ground water quality of Pindiga Gombe Area, Yola Area, NE, Nigeria for irrigation and domestic purposes. Research Journal of Environmental and Earth Sciences, 3(2): 131-141.
Pirzadeh, B., Asvar, T. (2020). Determining Spatial and Temporal Variations of Groundwater Quality Parameters Using GIS and Interpolation Methods (Case Study: Sirjan Plain). Irrigation and Water Engineering, 11(2), 266-275. [In Persian]
Reeve, R.C., Bower, C.A., Brooks, R.H., Gschwend, F.B. (1954). A comparison of the effects of exchangeable sodium and potassium upon the physical condition of soils. Soil Science Society of America Journal, 18 (2): 130.
Robinson, T., Metternicht, G. (2006). Testing the performance of spatial interpolation techniques for mapping soil properties. Computers and Electronics in Agriculture, 50: 97-108.
Sadeghi Agdam, F., Mogaddam, A.A., Najib, M. (2012). Study on trend and controlling factors of salinity in the alluvial aquifer of Azarshahr Plain. The Third Comprehensive Water Resources Management Conference. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
Saeedi Razavi, B. (2020). Assessment of Groundwater Vulnerability of Golpayegan Plain Using DRASTIC Method Optimization. Hydrogeology, 5(2), 61-74. [In Persian]
Shabani, M. (2008). Determination of the most suitable geostatistical method for mapping of groundwater PH and TDS changes (Case study: Arsanjan plain). Water Resources Engineering Research, 1(1): 47-58.
Taghizadeh-Mehrjardi, R., Jahromi, M., Heidari, A. (2008). Spatial Distribution of Groundwater Quality with Geostatistics (Case Study: Yazd-Ardakan Plain). World Applied Sciences Journal, 4: 9-17.
Watkins, C., Brown, J., Dromgoole, F. (1988). Salt-tolerance of the coastal plant, Tetragonia trigyna Banks et Sol. ex Hook. (climbing New Zealand spinach). New Zealand Journal of Botany, 26: 153-162.
Wilcox, L. (1955). Classification and use of irrigation waters. US DA, Washington.
Zabihi, A., Soleimani, K., Sabani, M., Abravsh, S. (2011). An Investigation of Annual Rainfall Spatial Distribution Using Geostatistical Methods (A Case Study: Qom Province). Natural Geography Research, 78: 101-112.
Zeinali, B., Faridpour, M., Saraskanroud, S. (2016). Investigate the Effect Meteorological and Hydrological Drought on Groundwater Quantity and Quality (Case Study: Marand Plain). Journal of Watershed Management Research, 7(14): 177-187.
هیدروژئولوژی
دوره 10، شماره 1
شهریور 1404
صفحه 140-150

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار