کاربرد تئوری آنتروپی در ارزیابی کارایی شبکه پایش کیفی منابع آب زیرزمینی سفیددشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران آب، دانشگاه آزاد تهران

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز

چکیده

ارزیابی کارآیی شبکه‌های پایش کیفی منابع آب و بهبود مؤلفه‌های مختلف این سیستم‌ها، مانند مکان‌یابی بهینه ایستگاه‌های پایش از اهمیت ویژه‌ای در مدیریت منابع آب برخوردار است. دلیل اصلی اهمیت این موضوع، هزینه‌های قابل‌توجه ایجاد، نگهداری و بهره‌برداری از این شبکه‌های پایش می‌باشد. به طوری که کاهش اطلاعات مازاد می‌تواند در کاهش هزینه‌های سیستم، بدون کاهش ارزش و دقت اطلاعات حاصل، تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد. در این پژوهش با استفاده از تئوری آنتروپی گسسته، کارایی شبکه پایش کیفی منابع آب زیرزمینی سفیددشت در استان چهارمحال و بختیاری مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، مقادیر شاخص‌های آنتروپی ITI(i)، R(i)، S(i) و N(i) در 9 ایستگاه سفیددشت در سه کلاس مختلف 6، 9 و 12 محاسبه شد. نتایج نشان داد که چاه اسکندر صفرپور بهینه‌ترین ایستگاه پایش دشت و چاه علی مدد طهماسبی و قنات شادیخوار ضمن کسب رتبه‌های پایین در شبکه، وضعیت بحرانی داشته و ادامه فعالیت آن‌ها مستلزم تجدیدنظر کلی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Entropy Theory in Assessing Groundwater Quality Monitoring Network of Sefiddasht

نویسندگان [English]

  • Kosar Seifipour 1
  • Rasoul Mirabbasi 2
  • Mahdi Mirzaei 3
1 MSc student of Water Civil Engineering. Islamic Azad University of Tehran
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Shahrekord University
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University Central Tehran Branch
چکیده [English]

Assessing the efficiency of water quality monitoring networks and improving various components of these systems, such as optimal location of monitoring stations, is of particular importance in water resource management systems. The main reason for this is the significant cost of setuping, maintenance and operation of these monitoring networks. So reducing the amount of surplus information can have a significant impact on reducing system costs, without reducing the value and accuracy of the information. In this study, the efficiency of monitoring network of the quality of groundwater resources in the Sefiddasht, Chaharmahal and Bakhtiari province was evaluated using the discrete entropy theory. For this purpose, the entropy indices, including ITI(i), R(i), S(i) and N(i) were calculated in three different classes of 6, 9 and 12 for 9 stations distributed across Sefiddasht plain. The results showed that the optimum station for groundwater quality in this plain is Safarpour well and the Tahmasebi well and Shadikhar Qanat, while gaining low rank in the network, have a critical situation and their continuation requires a general revision.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Entropy theory
  • Discrete intervals
  • Quality monitoring networks
  • Transinformation index
جوهری­پور، م.، 1395. ارزیابی شبکه ایستگاه­های هیدرومتری با استفاده از تئوری آنتروپی گسسته و پهنه­بندی آن در محیط GIS. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی کرمانشاه.
حسنی، ز.، میرعباسی نجف‌آبادی، ر. قاسمی، ا.ر.، 1397. پیش‌بینی کیفیت آب زیرزمینی دشت خانمیرزا با استفاده از روش تصمیم‌گیری درختی. هیدروژئولوژی. دوره 3، شماره 1، 99-110.
کریمی گوغری، ش.، خلیفه، س.، 1392. ارزیابی کارایی شبکه­های آب­سنجی با استفاده از تئوری آنتروپی گسسته (مطالعه موردی: حوزه بختگان- مهارلو). پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، جلد 3، 34-50.
لندی، ک.، میرعباسی نجف‌آبادی، ر.، 1395. ارزیابی کارایی شبکه پایش کیفی دشت خانمیرزا با استفاده از تئوری آنتروپی گسسته. هیدروژئولوژی، دوره 1، شماره 2، 38-47.
محمدرضاپور طبری، م.، 1396. ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های مقدار آنتروپی وزنی مشترک (EWOV)  و تحلیل مجموعه‌های جفت شده (SPA) مطالعه موردی، دشت سرایان. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، جلد 4، شماره 3، 18- 29.
میرعباسی، ر.، معیری، م.، 1389. ارزیابی شبکه پایش کیفیت آب زیرزمینی دشت اهر بر اساس تئوری آنتروپی. اولین همایش ملی مدیریت منابع آب اراضی ساحلی، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.
Chapman, T.G., 1986. Entropy as a measure of hydrologic data uncertainty and model performance. Journal of Hydrology. 85: 111-126.
Harmancioglu, N.B., Alpaslan, N., 1992. Water quality monitoring network design: A problem ofmultiobjective decision making. Water Resources Bulletin.28: 179- 192.
Husain, T., 1989. Hydrologic uncertainty measure and network design. Water Resources Bulletin. 25: 527-534.
Karamouz, M., Khajehzadeh Nokhandan, A., Kerachian, R.,2006. Design of river water quality monitoring networks using an entropy based approach: a case study. World Water and Environmental Resources Congress, Nebraska, USA.
Kawachi, T., 2001. Rainfall entropy for delineation of water resources zones in Japan. Journal of Hydrology. 246: 36-44.
Markus, M., Vernon, K.H., Tasker, G.D., 2003. Entropy and generalized least square methods in assessment of the regional value of stream gages. Journal of Hydrology. 283: 107-121.
Mishra, A.K., Coulibaly, P., 2010. Hydrometric network evaluation for Canadian watersheds. Journal of Hydrology. 380: 420–437.
Mogheir, Y., Singh, V.P., 2002. Application of information theory to groundwater quality monitoring system. Water Resources Management. 16(1): 37-49.
Mogheir, Y. and Singh, V.P., 2003. Specification of information needs for groundwater management planning in developing country. Groundwater Hydrology. 2: 3-20.
Lubbe, C., 1996. Information Theory, Cambridge: Cambridge University Press. 364 p.
Pourshahabi, S., Nikoo, M.R., Raei, E., Adamowski, J.F., 2018. An entropy-based approach to fuzzy multi-objective optimization of reservoir water quality monitoring networks considering uncertainties. Water Resources Management. 32(13): 4425- 4443.
Shannon, C.E., 1948. A mathematical theory of communication. Bell System Technical Journal. 27: 379-423
Singh, VP., 1997. The use of entropy in hydrology and water resources. Hydrological Process. 11: 587–626.
Zhu, Q., Shen, L., Liu, P., Zhao, Y., Yang, Y., Huang, D., 2015. Evolution of the water resources system based on synergetic and and Entropy Theory. Polish Journal of Environmetal Studies. 24(6): 2727- 2738.
Obifuna, G., and  Shariff, A., 2010. 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. 24(6): 2727- 2738.
Schmidt, S.G., 2013. Quantification of long – term Wastwater impacts on karst g roundwater.