بررسی آسیب‌پذیری سفره‌ آب‌زیرزمینی دشت دهگلان با روش‌های مختلف برمبنای تغییرات پوشش گیاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه پیام نور ابهر، ابهر، ایران.

2 دکتری هیدروژئولوژی، گروه علوم زمین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 کارشناسی ارشد منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

4 دانشیار، گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

5 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سنندج، سنندج، ایران.

10.22034/hydro.2024.62697.1317

چکیده

اخیراً ارزیابی آسیب­پذیری منابع آب زیرزمینی در برابر آلودگی­های ناشی از افزایش فعالیت­های انسانی و خطرات مرتبط با آن برای سلامت انسان، اقتصاد و محیط زیست در سراسر جهان اهمیت بیشتری پیدا کرده است. تخمین آسیب­پذیری آب­های زیرزمینی با توجه به تنوع روش­های شناخته شده بر اساس پارامترهای هیدروژئولوژیکی انجام و نتایج آن­ها با هم مقایسه می­گردد. با توجه به چنین دیدگاهی، این پژوهش با استفاده از چهار روش آسیب‌پذیری DRASTIC، SINTACS، DAC و COP انجام و نتایج آن­ها برای آبخوان آبرفتی دشت دهگلان ارزیابی گردید. مقایسه روش­ها با استفاده از مقادیر داده­های نیترات و شاخص نرمالیزه کردن آسیب­پذیری آب زیرزمینی (NGVI) انجام شد. به­منظور محاسبه درصد پوشش گیاهی منطقه مطالعاتی برای روش COP، از نرم­افزار NDVI5.3 با استفاده از تصاویر ماهواره­ای (LIO-TM) در مورخ 23­ام می سال 2024 استفاده گردید و مشاهده شد که محدوده آبخوان به سه سطح شامل آبی (5/0 %)، پوشش خاک (5/2 %) و زراعی (97 %) تقسیم­بندی شده است. نتایج حاصل از نقشه­های آسیب­پذیری مشاهده گردید آلودگی بیشتر در مناطق با عمق سطح آب زیرزمینی کم است. همچنین بخش جنوبی محدوده مطالعاتی در هر چهار روش در معرض آسیب­پذیری شدید بوده است. درصد سطح آسیب­پذیری در طبقه خیلی زیاد آبخوان دهگلان با روش­های آسیب­پذیری DRASTIC، SINTACS، DAC و COP به نرتیب صفر، 8/83، 2 و صفر بدست آمد. در مقایسه چهار روش آسیب­پذیری که با استفاده از شاخص NGVI انجام شد، مشاهده گردید که روش COP نسبت به سه روش دیگر در منطقه بهتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The vulnerability assessment of the aquifer of Dehgolan plain using Different Methods Based on Vegetation Changes

نویسندگان [English]

  • mahsa Kalantari 1
  • Fariba Sadeghi Aghdam 2
  • Mehri Kaki 3
  • farokh asadzadeh 4
  • motaleb byzedi 5
1 Master of Hydrogeology, Department of Geology, Payam Noor Abhar University, Abhar, Iran.
2 Ph.D. in Hydrogeology, Department of Earth Sciences, Tabriz University, Tabriz, Iran.
3 Master of Water Resources, Department of Water Engineering, Tabriz University, Tabriz, Iran.
4 Associate Professor of Soil Science Department, Urmia University, Urmia, Iran.
5 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Islamic Azad University, Sanandaj Branch, Sanandaj, Iran.
چکیده [English]

Vulnerability assessment of the groundwater pollution due to increasing effects of human activities and related risks for human health, economy and environment has become more important worldwide. Groundwater vulnerability estimation is done according to the variety of known methods based on hydrogeological parameters. The results of different methods are analyzed and compared with each other in order to identify the best approach in hydrogeological conditions and reference scale. According to such a view, this research was evaluated using four methods DRASTIC, SINTACS, DAC and COP based on vulnerability index and their comparison for the alluvial aquifer of Dehgolan Plain. Comparison of the methods was done using the values of nitrate data ​​and normalized groundwater vulnerability index (NGVI). In order to calculate the vegetation percentage of the study area for the COP method, NDVI 5.3 software was used from satellite images (LIO-TM) on May 23, 2024. It was observed that the aquifer area is divided into three levels including aqueous (0.5%), medium and poor coverage (2.5%) and agricultural (97%). The results of the vulnerability maps indicate more pollution in areas with low groundwater levels. Also, in all four methods, the southern part of the study area has been exposed to extreme vulnerability. The percentage of vulnerability level in the very high layer of Dehgolan aquifer was obtained by DRASTIC, SINTACS, DAC and COP vulnerability methods as 0, 83.8, 2 and 0 respectively. According to the comparison of four vulnerability methods using the NGVI index, it was observed that the COP method is better than the other three methods in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • COP
  • Dehgolan aquifer
  • DAC method
  • NGVI index
  • Vulnerability

مراجع

ابراهیمی، ش.، رضایی، ا.، موسوی، ز.، 1402. بررسی فرونشست آبخوان دشت عباس ایلام در دو دوره افت و خیز تراز آب زیرزمینی به کمک تکنیک تداخل­سنجی­راداری. هیدروژئومورفولوژی، 8(2): 158-169.
نقریان، آ.، ولی­سامانی، ج.م.، مظاهری، م.، 1401. مقایسه مدل ارزیابی آسیب­پذیری آبخوان (سینتکس) به نیترات با مدل عددی سه­بعدی (مورد مطالعاتی آبخوان دشت ورامین). تحقیقات آب و خاک ایران، 53(1): 15-31.
ندیری، ع.، جبراییلی، ن.، قره­خانی، م.، 1398. مقایسة توانایی روش­های مختلف ترکیبی در ارزیابی آسیب­پذیری آب­های زیرزمینی در آبخوان دشت قروه- دهگلان. مجله اکوهیدرولوژی، 6(3): 821-836.
ملکی، ث.، نورانی، و.، نجفی، ح.، 1403. روش جدید مبتنی بر اعداد Z برای ارزیابی آسیب پذیری ویژه آب­های زیرزمینی مطالعه موردی: دشت­های اردبیل و قروه-دهگلان. هیدروژئومورفولوژی، 11(38): 98-112.
ولدی، گ.، عباس­نوین­پور، ا.، بایزیدی، م.، 1403. ارزیابی آسیب­پذیری آب زیرزمینی آبخوان دهگلان با استفاده از روش دراستیک، شبکه عصبی مصنوعی موجک و الگوریتم ازدحام مرغ. فصلنامه­ی یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، 18(35).
علوی­پناه، س.ک؛ احسانی، ا.ه؛ متین­فر، ح.ر؛ رفیعی ا، عمار و امیری ، ر.، 1387. مقایسة محتوای اطالعاتی سنجنده­های TM و ETM+ در محیط­های بیابانی و شهری ایران. پژوهش­های جغرافیا. 47: 56-64.
Aslam, R.A., Shrestha, S. and Pandey V.P., 2018.Groundwater vulnerability to climate change: A review of the assessment methodology. Science of The Total Environment. 612: 853-875.
Abunada, Z., Kishawi, Y., M. Alslaibi, T., Kaheil, N., Mittelstet, A., 2021. The application of SWAT-GIS tool to improve the recharge factor in the DRASTIC framework: Case study. Journal of Hydrology. 592: 125613.
ANPA., 2023. Guide Lines for Mapping Groundwater Vulnerability to Pollution. Rome: National Agency for the Protection of the Environment; 2001.
Allocca, V., Manna, F., De Vita P., 2014. Estimating annual groundwater recharge coefcient for karst aquifers of the southern Apennines (Italy). Hydrol Earth Syst Sci. 18:803–17.
Barzegar R, Razzagh S, Quilty J, Adamowski J, Pour HK, Booij MJ., 2021. Improving GALDIT-based groundwater vulnerability predictive mapping using coupled resampling algorithms and machine learning models. Journal Hydrol 598:126370.
Binh and Pham, T., 2018. A comparison study of DRASTIC methods with various objective methods for groundwater vulnerability assessment. Science of The Total Environment. 642: 1032-1049.
Civita, M., De Maio, M., 2000. SINTACS R5 - A New Parametric System for the Assessment and Automatic Mapping of Groundwater Vulnerability to Contamination. Bologna: Pitagora; 226 p.
Cusano, D., Coda S., De Vita P., Fabbrocino, S., Fusco, F., Lepor,e D., Nicodemo, F., Pizzolante, A., Tufano R., Allocca V., 2023. A comparison of methods for assessing groundwater vulnerability in karst aquifers: the case study of Terminio Mt. aquifer (Southern Italy). Sustainable Environment Research. 33:42.
De Vita, P., Allocca, V, Celico F., Fabbrocino, S., Mattia, C., Monacelli, G., et al., 2018. Hydrogeology of continental southern Italy. Journal Maps. 14:230–41.
European Commission, Directorate-General for Research and Innovation, Zwahlen F. COST Action 620 – Vulnerability and risk mapping for the protection of carbonate (karst) aquifers – Final report. EU Publications Ofce 2004 (OPOCE).
Ghosh, R., Sutradhar, S., Mondal, P., Das, N., 2021. Application of DRASTIC model for assessing groundwater vulnerability: a study on Birbhum district, West Bengal, India. Modeling Earth Systems and Environment. 7: 1225-1239.
Foster, SSD. Fundamental concepts in aquifer vulnerability, pollution risk and protection strategy. In: van Duijvenbooden W and van Waegeningh HG editors. 1987. Vulnerability of Soil and Groundwater to Pollutants. Delft: TNO Committee on Hydrological Research. 69–86.
Kijsipongse, E., U-ruekolan, S., Ngamphiw, C., Tongsima, S., 2011. Efcient large Pearson correlation matrix computing using hybrid MPI/CUDA. In: 2011 Eighth International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE). Nakhonpathom, Thailand. 237-241.
Khosravi, kh., Sartaj, M., T.-C. Tsai, F., P. Singh, V., Kazakis, N., M. Melesse, A., Prakash, I., Tien Bui, D.,
Xiong, H., Wang, Y., Guo, X., Han, J., Ma, Ch and Zhang, X., 2022. Current status and future challenges of groundwater vulnerability assessment: A bibliometric analysis. Journal of Hydrology. 615: 128694.
Maqsoom, A., Aslam, B., Khalil, U., Ghorbanzadeh, O., Ashraf, H., Tufail, R.F., Farooq, D., Biaschke. T., 2020. A GIS-based DRASTIC Model and an Adjusted DRASTIC Model (DRASTICA) for Groundwater Susceptibility Assessment along the China-Pakistan Economic Corridor (CPEC) Route. Environmental Science, Geography.
Stempvoort, DV., Ewert, L., Wassenaar, L., 1993. Aquifer vulnerability index: A GIS - compatible method for groundwater vulnerability mapping. Can Water Resour J. 18: 25–37.
Siarkos, I., Sevastas, S., Mallios, Z., Theodossiou, N. and Ifadis, I., 2021. Investigating groundwater vulnerability variation under future abstraction scenarios to estimate optimal pumping reduction rates. Journal of Hydrology. 598: 126297.
Salmani, H., Mohseni Saravi, M., Rouhani, H., Salajeghe, A. 2012. Evaluation of Land Use Change and its Impact on the Hydrological Process in the Ghazaghli Watershed, Golestan Province, watershed management Journal, 3(6): 43-59.
Taghavi, N., K. Niven, R., J. Paull, D., Kramer, M., 2022. Groundwater vulnerability assessment: A review including new statistical and hybrid methods. Science of The Total Environment. 822: 153486.
USEPA. 1987. DRASTIC: A Standardized System for Evaluating Groundwater Pollution Potential Using Hydrogeologic Settings. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency.
Vias, JM., Andreo, B., Perles, MJ., Carrasco, F., Vadillo, I., Jimenez, P., 2006. Proposed method for groundwater vulnerability mapping in carbonate (karstic) aquifers: the COP method. Hydrogeol J. 2006;14: 912–25.
Vias, JM., Andreo, B., Perles, MJ., Carrasco, F., Vadillo, I., Jimenez, P., 2006.  Proposed method for groundwater vulnerability mapping in carbonate (karstic) aquifers: the COP method. Hydrogeol Journal;14: 912–25.
هیدروژئولوژی
دوره 9، شماره 1
ناشر
شهریور 1403
صفحه 147-163

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار