کریجینگ

آلودگی های زیست محیطی از مهم ترین عوامل مؤثر بر تخریب و تنزل کیفیت اجزای بیوسفر محسوب شده و در این میان فلزات سنگین به دلیل سمیت، تجزیه پذیری و تحرک کم در خاک و تجمع زیستی در گیاهان موردتوجه هستند. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پراکنش سرب و کادمیم خاک های سطحی بخش هایی از استان قم به مرکزیت شهر قم، با کاربری های متفاوت کشاورزی، شهری و صنعتی بایر در دو شکل کل و قابل جذب انجام گرفته است. توزیع مکانی این عناصر در خاک های سطحی با کاربری های متفاوت به وسعت 1054 کیلومترمربع بررسی شد. نمونه برداری در 209 نقطه با شبکه بندی منطقه مطالعاتی انجام و مقدار کل و قابل جذب سرب و کادمیم با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. واریوگرام های همه جهته عناصر مذکور توسط نرم افزار Variowin ترسیم گردید. به دلیل عدم دستیابی به ساختار مناسب تغییر نما در مورد کادمیم، کریجینگ و تهیه نقشه در مورد آن صورت نگرفت. میانیابی به روش کریجینگ نقطه ای و با نرم افزار WinGslib صورت گرفت. به منظور تعیین دقت تخمین های انجام شده از MEE، MSEE استفاده گردید. دامنه تغییرات سرب کل با حداقل 6/9 و حداکثر 4/123 میلی گرم بر کیلوگرم، مقدار 8/113 گزارش می گردد. در این مطالعه حداقل و حداکثر غلظت کادمیوم کل به ترتیب 2/0 و 5/5 بوده است. میانگین غلظت سرب قابل جذب در منطقه مطالعاتی 1/4 میلی گرم بر کیلوگرم با حداقل 5/0 و حداکثر 8/34 میلی گرم بر کیلوگرم است. بر اساس نقشه های پراکنش سرب به نظر می رسد عامل مؤثر بر روند افزایشی این عنصر، نوع کاربری باشد. اراضی با کاربری شهری و صنعتی بیشترین مقدار سرب کل و قابل جذب را دارا بودند که نشان از پتانسیل بالای منطقه برای آلودگی است. لذا لازم است اقدامات مدیریتی لازم جهت جلوگیری از بروز حوادث مخرب زیست محیطی انجام گیرد.

امروزه حوادث و بلایای طبیعی بیش از پیش جوامع انسانی را تهدید می کنند که در صورت نداشتن آگاهی و آمادگی، صدمه های جبران ناپذیری بر زندگی انسان ها، اعم از حوزه های سکونتی و دیگر ابعاد اقتصادی، اجتماعی، نهادی و کالبدی-محیطی دارد. هدف از این پژوهش تحلیل فضایی تاب آوری منطقه ای در برابر مخاطرات طبیعی در شهرستان های استان آذربایجان شرقی است. روش تحقیق حاضر به لحاظ هدف کاربردی و از لحاظ ماهیت جزو تحقیقات توصیفی - تحلیلی است. به منظور جمع آوری  اطلاعات از روش کتابخانه ای استفاده شده است. در راستای انجام تحقیق از 25 شاخص در قالب 5 متغیراجتماعی،اقتصادی، بهداشتی و درمانی،خدماتی و زیرساختی و محیطی، استفاده گردیده است. در این پژوهش به منظور وزن دهی شاخص ها از تکنیک دلفی و به منظور تحلیل داده ها در راستای سطح بندی شهرستان های استان از تکنیک پرامیتی استفاده گردیده است.همچنین به منظور تحلیل تاب آوری فضایی استان آذربایجان شرقی از روش کریجینگ و نرم افزارArc  - Gis بهره گیری شده است.نتایج پرامیتی نشان داد شهرستان های جلفا، مرند و تبریز در از نظر تاب آوری  رتبه های اول تا سوم هستند. همچنین نتایج تحلیل کریجینگ نشان داد وضعیت تاب آوری مناطق موردمطالعه در نواحی شمال شرق و جنوب غرب استان در وضعیت نامناسب و نواحی مرکزی در وضعیت متوسطی قرار دارند و در مناطق شمال غرب در وضعیت بهتری هستند. و ارزیابی کلی نشان دهنده وضعیت  تاب آوری بهتر نواحی مرکزی مانند شهرستان تبریز وبستان آباد و مرند است. نتایج تحقیق حاکی از آن است که بیش از 31.3 درصد از مساحت ساخته شده شهر مرند در برابر زلزله آسیب پذیری زیادی دارند که مساحتی برابر با  28.5 هکتار را شامل می شود. این مناطق در مرکز شهر و غرب شهر گسترده شده اند. 

آب، راز ماندگاری جهان و از عناصر اصلی بقا و دوام چرخش زندگی در کره زمین است . بدون تردید کشور ایران همانند دیگر کشورهای خاورمیانه در سال های پیش رو با بحران جدی ناشی از کمبود آب روبه رو خواهد بود . بنابراین شناخت و معرفی هر چه بیشتر منابع بهینه آب، الگوی درست مصرف و بهره گیری صحیح و مناسب از منابع زیرزمینی و آب های جاری مقوله ای است که سیاست گذاران و برنامه ریزان امور آب با نگرانی و دقت به آن پرداخته اند. ریزش های جوی مهم ترین منبع طبیعی آب برای انواع فعالیت های بشری (صنعتی، کشاورزی و شرب ) است. از آن جا که ریزش های جوی با متغیرهای زمانی و مکانی زیادی همراه هستند اطلاعات موجود در خصوص توزیع آب و هوایی و عوامل سینوپتیکی ریزش های جوی بسیار اندک است. در ایران شبکه مشاهدات زمینی به اندازه کافی متراکم نبوده و بسیار پراکنده و نامنظم است . فاصله ایستگاه های مشاهداتی زمینی به خصوص در مناطق کوهستانی (مانند استان فارس ) با توجه به عامل توپوگرافی از چند کیلومتر تا چند صد کیلومتر متفاوت است . بنابراین بررسی باران به روش سنتی که نیاز به شبکه باران سنجی متراکم دارد هم از لحاظ اجرایی و هم از لحاظ اقتصادی امکا نپذیر و مقرون به صرفه نمی باشد. در مقاله حاضر به منظور تخمین بارندگی روزانه استان فارس از دو روش درون یابی کریجینگ (Kriging) و معکوس وزنی فاصله (IDW) استفاده گردید . سپس دقت نتایج حاصل از اجرای مدل ها از طریق تست آماری RMSE مورد ارزیابی قرار گرفت . نتایج حاصل از اجرای مدل و ارزیابی دقت آن ها نشان داد که روش کریجینگ نسبت به روش IDW از دقت بیشتری برخوردار می باشد . همچنین نتایج نشان داد که در بین روش های کریجینگ، روش معمولی دایره ای و نمایی از کم ترین خطا نسبت به سایر رو شهای کریجینگ برخوردار می باشند

    سیل از پدیده های مخرب طبیعی است که در هر بار وقوع خسارات زیادی را بر جای می گذارد. ایجاد سازه های هیدرولیکی مناسب می تواند کمک شایانی به کنترل این پدیده نماید. از مهم ترین اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی این سازه ها، اطلاعات حداکثر سیل محتمل و حداکثر بارش محتمل می باشد. این مطالعه به منظور بررسی نحوه گسترش این دو پارامتر در حوزه سد جیرفت صورت گرفته است. در این تحقیق از روش آماری هرشفیلد جهت برآورد حداکثر بارش محتمل و روش گشتاورهای خطی به منظور برآورد حداکثر سیل محتمل استفاده شد. در آخر با استفاده از روش درون یابی کریجینگ نقشه های گستره این دو پارامتر ترسیم گردید که نتایج نشان داد، گستره حداکثر بارش محتمل از سمت شمال غربی به جنوب شرقی بوده و تمرکز حداکثر سیل محتمل در جنوب شرقی منطقه می باشد. توجه به نتایج این مطالعه می تواند به سیستم پایش منطقه کمک شایانی نماید و از خسارات احتمالی ناشی از وقوع سیل بکاهد.

خصوصیات کیفی منابع آب با توجه به متغیرهای مختلف طبیعی و فعالیت های انسانی، الگوی مکانی مختلفی دارند. با شناخت این متغیرها و بکارگیری روش های درون یابی می توان چگونگی پراکنش مکانی را با دقت بالا مدل سازی نمود. هدف این مطالعه در واقع استفاده از بهینه ترین روش درون یابی برای ارزیابی کیفی منابع آب شهرستان گرگان بوده است. بدین منظور در ابتدا داده های 145 نقطه از مکان های مختلف شهرستان طی سال های 1383 تا 1388 جمع آوری شده و پس از نرمال سازی و تحلیل آماری با بالاترین دقت به محیط نرم افزار ArcGIS 9.3 وارد شدند. روش های مختلف درون یابی از جمله روش وزن دهی معکوس فاصله و کریجینگ با توابع مختلفی از جمله نمایی، کروی و معمولی برای هر متغیر بطور جداگانه تست شده و بر اساس فاکتورهایی از جمله خطای بایاس میانگین، خطای مربع میانگین، خطای قدر مطلق میانگین و خطای مجذور میانگین استاندارد شده ارزیابی گردیدند. نتیجه ای که در استفاده از این مدل بدست آمد، مؤید نزدیکی دقت روش های مختلف درون یابی برای داده های مورد استفاده بوده است. کیفیت منابع آب در این شهرستان از جنوب شرق به شمال غرب در مورد اکثر فاکتورهای کیفی از جمله هدایت الکتریکی و نیترات نامطلوب تر می شود که علاوه بر شرایط خاص طبیعی به عواملی از جمله نفوذ فاضلاب گرگان و اسفاده از کود و سموم کشاورزی مرتبط است. نتایج این تحقیق می تواند جهت مکان یابی چاه های جدید در منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور شناخت ساختگاه، به دست آوردن پارامترهای مقاومتی خاک کاری ضروری و درعین حال هزینه بر و زمان گیر است. در این پژوهش، با استفاده از 135 گمانه ژئوتکنیکی حفر شده در شهر کرمانشاه، پهنه بندی پارامترهای مقاومت برشی خاک (زاویه اصطکاک و چسبندگی) با استفاده از نرم افزار ArcGIS و روش درون یابی کریجینگ معمولی (با شبه واریوگرام های کروی، نمایی و گوسی)، تا عمق نُه متر در بازه های سه متری انجام شده و با استفاده از شاخص های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE)، بهترین مدل برای پیش بینی مشخصه ها انتخاب شده است. براساس شاخص های ارزیابی خطا، بهترین واریوگرام ها برای پهنه بندی زاویه اصطکاک و چسبندگی در عمق 0 تا 3 متر گوسی، 3 تا 6 متر نمایی و 6 تا 9 متر به ترتیب گوسی و کروی است. مطابق نتایج به دست آمده، اغلب با افزایش عمق، زاویه اصطکاک و چسبندگی افزایش یافته است و بخش های شمالی و جنوب غرب کرمانشاه، در قیاس با دیگر مناطق، دارای خاکی با زاویه اصطکاک بیشتر و چسبندگی کمتر (درشت دانه) هستند و بخش های شمال غرب این شهر خاک های رسی و آبرفتی دارند؛ با توجه به گذر رودخانه قره سو از این ناحیه و قرارگیری مناطق شمالی و جنوبی کرمانشاه در کوهپایه، نتایج تصدیق می شود.

بررسی های کیفی آب با توجه به پیشرفت های اخیر گسترش پیدا کرده و مسائل مربوط به آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی را نیز شامل می شود. در حال حاضر تغییر دائمی کیفیت آب زیرزمینی به خصوص در زمینه شرب و شور شدن منابع آب خطری جدّی در راه توسعه روستاهای کشور محسوب می شود. متأسفانه بسیاری از مردم به دلیل قابل رؤیت نبودن آب های زیرزمینی، در مورد اهمیت آن ها و آثار زیان بار آلودگی محیط بر منابع آب زیرزمینی آگاهی کافی ندارند. در این پژوهش کیفیت آب زیرزمینی قابل شرب روستایی بخش مرکزی شهرستان اردبیل با استفاده از مدل های تصمیم گیری چندمعیاری و آمار فضایی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی بررسی شده است. کیفیت منابع آب زیرزمینی شهرستان اردبیل از لحاظ شرب با استفاده از پارامترهای EC، pH، SO4-،Cl- ،Na ، TH و TDS مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی اقدام به تولید نقشه موضوعی کیفیت آب زیرزمینی شد. در این تحقیق از روش درون یابی کریجینگ برای به دست آوردن توزیع فضایی پارامترها و روش وزن دهی جمعی ساده برای وزن دهی و رتبه بندی لایه ها استفاده شده است. در نهایت با توجه به نقشه نهایی کیفیت، می توان اظهار داشت که تقریباً 36 درصد معادل 88 کیلومترمربع آب زیرزمینی بخش مرکزی شهرستان اردبیل از لحاظ شرب در حد مطلوب واقع شده که در قسمت جنوبی نقشه کلی قرار گرفته است. کیفیت پایین نیز مربوط به قسمت شمالی و شمال شرقی می شود که معادل 46 درصد منطقه یا 112 کیلومترمربع است. همچنین بین تراکم جمعیت و تراکم چاه های عمیق و نیمه عمیق موجود در سطح شهرستان و افت کیفیت رابطه مستقیمی وجود دارد.

هدف از این پژوهش تخمین مقدار تراز آب زیرزمینی در نقاط مختلف دشت داورزن واقع در استان خراسان رضوی در یک ماه آینده است. جهت پیش بینی زمانی از روش پرسپترون چندلایه شبکه عصبی و برای پیش بینی مکانی از روش کریجینگ استفاده شده است. داده های ورودی شامل سری زمانی تراز آب زیرزمینی است که به مدت هشت سال از مهر 82 تا اسفند 89 به صورت ماهیانه اندازه گیری شده است. ابتدا به منظور تعیین میزان دقت مدل، تراز آب زیرزمینی 12 ماه پایانی یک پیزومتر جدید با استفاده از روش پیشنهادی مدل سازی شده و با مقدار واقعی آن مقایسه گردیده است. مقدار ضریب انطباق به دست آمده (812/0E=) نشان دهنده کارایی مدل در این دشت است. سپس با اتکا به نتایج قابل قبول به دست آمده، تراز آب زیرزمینی یک ماه آینده  پیش بینی شد. در مرحله بررسی کارایی مدل، روش شبکه عصبی با میانگین ضریب انطباق 688/0 برای پیزومترها و نیم تغییرنمای گوسی نیز با درصد همبستگی 657/0 نتایج قابل قبولی را برای دشت داورزن نشان دادند.

در این تحقیق تحلیل فراوانی خشکسالی هیدرولوژیک با استفاده از شاخص جریان رودخانه جهت ارزیابی و تحلیل وقوع زمانی و شدت خشکسالی در حوضه ی آبخیز سد درودزن در استان فارس، بررسی شد و نهایتاً جهت تحلیل پراکنش مکانی خشکسالی، پهنه بندی خشکسالی صورت گرفت. برای این منظور از آمار دبی ماهانه ی 5 ایستگاه هیدرومتری در حوضه ی آبخیز سد درودزن در طول 28 سال استفاده شد. پس از بررسی همگنی داده ها، برخی از سال ها که فاقد آمار دبی ماهانه در ایستگاه های منتخب بودند با استفاده از روش سال های مشترک و همبستگی بین آنها بازسازی شد. سپس مقدار شاخص خشکسالی جریان رودخانه در مقیاس های زمانی 3، 6، 9 و12 ماهه و طول دوره ی آمار 28 ساله در ایستگاه های منتخب محاسبه شد. نتایج حاصل از محاسبه ی شاخص جریان رودخانه افزایش شدت خشکسالی در سال های اخیر را نشان دادند. در ادامه با استفاده از آزمون نکویی برازش، آزمون های کای- اسکوئر و کلوموگروف- اسمیرنوف، توزیع نرمال برای شاخص جریان رودخانه 3 ماهه، توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته برای شاخص جریان رودخانه 9 و6 ماهه، و توزیع نمایی برای شاخص جریان رودخانه 12 ماهه، به عنوان بهترین توزیع ها شناخته شدند. سپس دوره ی بازگشت مربوط به هر کدام از وضعیت های خشکسالی در هر یک از دوره های زمانی از روی منحنی تحلیل فراوانی هر ایستگاه به دست آورده شد و نقشه های پهنه بندی مربوط به آن ها ترسیم شد. نتایج به دست آمده از نقشه های پهنه بندی نشان داد که گستره ی شمال و شمال شرقی حوضه، خشکسالی شدیدتری را نسبت به دیگر نواحی تجربه می کند.

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.

  امروزه استفاده از روشهای درون یابی برای تخمین متغیرهای فضایی در علوم آب، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با توجه به اهمیت اطلاع از وضعیت کیفیت آبهای زیرزمینی برای مصارف مختلف و همچنین زمان بر و هزینه بر بودن اندازه گیری پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی در کل دشت، یافتن راهکاری برای تخمین آنها در دیگر مناطق دشت، امری ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش ارزیابی انواع روشهای درون یابی جهت بررسی و تحلیل مکانی غلظت یون نیترات و انتخاب بهترین روش درون یابی در دشت بیلوردی است. بدین منظور در مهر ماه 1392، تعداد 15 نمونه برداشته شدند و در آزمایشگاه آب شناسی دانشگاه تبریز مورد آنالیز قرار گرفتند. محدوده مطالعاتی با وسعت 289 کیلومترمربع در 45 کیلومتری شمال شرق تبریز قرار دارد و از نظر هیدرولوژیکی از زیر حوضه های دریاچه ارومیه محسوب می شود. در این دشت از انواع روشهای درون یابی شامل معکوس فاصله (IDW)، تابع شعاعی (RBF)، تخمین گر عام (GP)، تخمین گر موضعی (LP)، کریجینگ K)) و کوگریجینگ (CoK) در محیط نرم افزار Arc Map، برای پیش بینی مقادیر نیترات استفاده کردیم. مقادیر RMSEو نمودارهای رگرسیون حاصل از درون یابی نشان داد که روش تخمینگر موضعی با تابع چندجمله ای درجه 3 بهترین روش برای درون یابی توزیع یون نیترات در دشت بیلوردی است.