ماهواره GRACE

آب های زیرزمینی، منبع اصلی آب شیرین در بسیاری از نقاط جهان است. در مطالعه حاضر پس از بررسی سطح آب های زیرزمینی شمال غرب کشور با استفاده از ماهواره ثقل سنج GRACE، وضعیت این آب ها در منطقه خیاو با استفاده از داده های ایستگاههای پیزومتری و داده های بارشی اخذشده از ماهواره اینترنتی TRMM و همچنین داده های GRACE اخذشده در رابطه با شمال غرب کشور بررسی شد. در ادامه برای بررسی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر نوسانات آب های زیرزمینی، با استفاده از تصاویر سنجنده OLI لندست ۸ مربوط به سال 1395 و سنجنده TM لندست 5 مربوط به سال 1381، نقشه کاربری اراضی مربوط به حوضه خیاو استخراج شد. نتایج GRACE روند نزولی و کاهش 33سانتی متری سطح آب های زیرزمینی شمال غرب کشور را در بازه زمانی 14ساله نشان داد. بررسی تغییرات کاربری اراضی خیاو نیز روند نزولی سطح سفره ها به ویژه در کاربری مسکونی را به دلیل کاهش چشمگیر نفوذپذیری و برداشت های بیش از حد از آب های زیرزمینی نشان داد. از پژوهش حاضر چنین استنباط می شود که تغییر سطح سفره های آب زیرزمینی متأثر از کاربری اراضی است. در کنار تغییرات کاربری با توجه به اطلاعات بارشی به دست آمده و صحت سنجی این اطلاعات با استفاده از داده ایستگاه سینوپتیک، نوسانات بارشی نیز بی تأثیر نبوده و بر کاهش سطح سفره ها تأثیرگذار است. پیشنهاد می شود در مطالعات آینده، وضعیت سفره ها با استفاده از داده های GRACE و تغییرات کاربری اراضی و تأثیر آن بر سطح سفره های آب زیرزمینی در مناطق مختلف به ویژه مناطق خشک بررسی شود.

بررسی تغییرات آب زیرزمینی در نواحی خشک و نیمه خشک از اهمیت ویژه ای برخوردار است.افت سطح آب در آبخوان های استان کرمانشاه به قدری شدید بوده به طوری که در دهه های اخیر به حدود10 متر در برخی نقاط رسیده است. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی داده های ماهواره GRACE جهت برآورد ذخیره ی آب زیرزمینی آبخوان روانسر در استان کرمانشاه می باشد. لذا در این پژوهش ضمن بررسی سطح ایستابی چاه های مشاهداتی آبخوان روانسر و نیز پهنه بندی مکانی این تغییرات با استفاده از روش کریجینگ در نرم افزار GIS وضع موجود منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس به منظور ارزیابی داده های ماهواره GRACE کدنویسی الگوریتم های JPL,GFS,CSR,CRI در محیط محاسبات ابری گوگل ارث اینجین صورت گرفت و پس از آن تغییرات ماهانه و سالانه ی آب معادل مایع (LWE) محاسبه گردید. همچنین مقدار رطوبت خاک(SM) از مدل هیدرولوژیکی GLDAS برآورد گردید و با کسر مقدار رطوبت خاک از مقادیر برآوردی ماهواره GRACE میزان تغییرات ذخیره ی آب زیرزمینی در مقایسه با مقادیر مشاهداتی آن به دست آمد. این پژوهش نشان داده است که نه تنها می توان از داده های ماهواره GRACE در برآورد میزان تغییرات ذخیره ی آب زیرزمینی در آبخوان ها استفاده نمود بلکه داده های مذکور از دقت قابل قبولی نیز برخوردار م ی باشند. مقایسه ی نتایج الگوریتم های مختلف نشان داد که الگوریتم JPL با ضریب همبستگی 73/0،  بیشترین همبستگی را با داده های مشاهداتی داراست. ضمناً مقادیر تغییرات ذخیره ی آب زیرزمینی برآوردی از ماهواره GRACE در مقایسه با مقادیر مشاهداتی نشان دهنده ی کاهش ذخیره ی آب زیرزمینی معادل 8/1- سانتی متر  بر اساس الگوریتم JPL بوده است.