نیم تغییرنما

این مطالعه با هدف مدل سازی تغییرات مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت همدان-بهار با روش های زمین آماری انجام شد. پارامترهای هدایت الکتریکی املاح محلول (EC)، pH، قلیائیت (SAR) و باقی مانده جامد املاح (TDS) از خصوصیات اصلی آب زیرزمینی انتخاب شدند. مدل سازی با استفاده از روش کریجینگ، روش معکوس فاصله وزنی و روش شبکه توابع پایه شعاعی انجام شد. برای انتخاب روش مدل سازی، دو آماره میانگین مجذور مربعات خطای نرمال (NRMSE) و میانگین خطای سوگیری (MBE) در قالب تکنیک اعتبارسنجی متقابل به کار گرفته شد. نتایج نشان داد روش کریجینگ با نیم تغییرنمای کروی در مدل سازی عوامل کیفی برتری دارد. مقدار NRMSE در نیم تغییرنمای کروی برای هر چهار عامل بین 95/0 تا 96/0 بود که نسبت به سایر نیم-تغییرنماها (96/0 تا 98/0) کمتر بود. کمترین خطای مدل سازی به پارامتر pH و بیشترین خطا معادل 42/0=NRMSE و 01/0-=MBE به پارامتر EC تعلق داشت. بر همین اساس پهنه بندی ها به منظور درون یابی عوامل کیفی در سطح آبخوان و برون یابی عوامل کیفی براساس اطلاعات آبخوان در سطح دشت صورت گرفت. پهنه بندی تغییرات مکانی نشان داد مقادیر EC و TDS دارای روند تغییراتی مشابه است. یکی از دلایل اصلی تشابه تغییرات EC با TDS ارتباط خطی این دو پارامتر است. نتایج پهنه بندی نشان داد مقادیر EC، TDS و SAR، از امتداد جنوب شرق به شمال شرق کاهش یافته است؛ به طوری که مقادیر SAR از بازه 8/2-9/1 به 2/1 – 8/0، EC از بازه 3/2395 – 4/1266 به بازه 5/823-3/483 میکروموس بر سانتی متر و TDS از بازه 3/1591-3/826 به بازه 2/526-7/295 میلی گرم بر لیتر کاهش یافت. تغییرات پارامتر pH غیریکنواخت تر از سه پارامتر دیگر بوده و حداکثر آن در ناحیه شمال غربی دشت در بازه 93/7 تا 75/7 است. هم چنین نتایج حاصل بیان گر دقت کمتر روش زمین آمار در برآورد پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی در نقاط حداکثر بود. در مجموع می توان اظهار داشت با داشتن مقادیر یک کمیت کیفی آب در یک نقطه می توان مقدار همان کمیت را در نقطه ای دیگر با مختصات معلوم با دقت بالا برآورد نمود.

مدیریت صحیح منابعآبزیرزمینی مستلزم در دست داشتن مشخصات صحیح مربوط به ویژگی های سفره آب زیرزمینی، توزیع فضایی مشخصات آن و عمق پیوسته سطح ایستابی و نوسانات آن می باشد. هدف تحقیق حاضر ارزیابی و دقت سنجی روش های زمین آمار در برآوردیک سطح پیوسته ایستابی بهینه برای آب های زیرزمینی محدوده ای به مساحت 999کیلومتر مربع در شمال-غربدشتکرمانشاه می باشد. بدین منظور از آمار سطح ایستابی مربوط به 50 حلقه چاه در محدوده مطالعاتی استفاده شد،دراین راستا با استفاده از گزینش نیم تغییر نمای بهینه از بین 4 نیم تغییر نمای نمایی، خطی، گوسین و کروی به تحلیل ساختار و همبستگی فضایی سطح ایستابی چاه ها اقدام گردید.از 3 مدل درونیاب زمین آماری کریجینگ معمولی، ساده و عمومی به منظور برآورد سطح ایستابی محدوده مطالعاتی استفاده گردید. سپس با به کار گیری الگوریتمارزیابی متقابلو از طریق شاخص هایجذر مربع خطای میانگین، خطای سیستماتیک و غیر سیستماتیک مدل، خطای مطلق و بایاس میانگین، شاخص قابلیت پذیرش و ضریب تبیین،به ارزیابی و دقت سنجی مدل های درون یاب مذکور در براورد سطح ایستابی منطقه مورد نظر اقدام گردید. نتایج نشان داد که مدل کریجینگ معمولی با نیم تغییر نماینمایی و در نظر گیری 8 همسایهبهترین درونیاب در مدل سازیسطح ایستابی محدوده مطالعاتی می باشد. خروجی کار میتواند راهنمای برنامه ریزان در مکان یابی بهینه حفر شبکه چاه های کشاورزی باشد. برنامه ریزان می توانند از طریق به روز کردن داده های این مدل، از آن به عنوان یک مدل بهینه برای پایش نوسانات سطح ایستابی آب منطقه مورد مطالعه و برنامه ریزی در مورد میزان بهره برداری از سفره، استفاده کنند.

درک وضعیت دبی و رسوب آبخیزها درک صحیحی از فرآیندهای آب شناسی را فراهم می سازد. یکنواخت فرض نمودن تغییرات دبی و رسوب در یک آبخیز سبب اعمال برنامه ریزی و مدیریت واحد برای کل حوزه آبخیز شده و سبب عدم تحقق اهداف می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات مکانی و پهنه بندی مقادیر دبی و رسوب در سطح استان اردبیل در بازه زمانی 10 ساله (1384-1393) در 37 ایستگاه هیدرومتری دارای آمار در استان اردبیل انجام شد. روش های درون یابیIDW، کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی و کوکریجینگ به منظور تعیین بهترین روش جهت مطالعه تغییرات مکانی متغیرهای دبی و رسوب مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج و مقادیر قابل قبول خطا در شاخص های ارزیابی مجموع مربعات خطا، میانگین خطای مطلق، متوسط اریبی خطا و متوسط استاندارد خطا، روش های درون یابی وزن دهی عکس فاصله و کوکریجینگ، به ترتیب به عنوان روش های برتر معرفی شدند. نتایج آزمون همبستگی مقادیر اندازه گیری شده و تخمینی با روش های IDW (429/0r=) و کوکریجینگ (554/0r =)، به ترتیب به عنوان بهترین روش برای تخمین متغیرهای دبی و رسوب انتخاب شدند. بر اساس نتایج روش IDW مقادیر دبی در بخش های غربی استان اردبیل بیش تر (8/5-84/4 مترمکعب برثانیه) و در بخش های مرکزی مقدار این مولفه کم تر (1-04/0 مترمکعب برثانیه) است. با توجه به نتایج حاصل از درون یابی متغیر رسوب با روش کوکریجینگ بخش های غربی و جنوبی استان اردبیل دارای مقادیر رسوب بیش تر (19/16-0/0 تن در هکتار در سال) و در بخش های مرکزی مقادیر رسوب کم تر (04/01-0/0 تن در هکتار در سال) است.

مؤلفه های مکانی از عوامل مؤثر در بروز تغییرات رفتار بارش در یک محدوده می باشند و این امر ضرورت استفاده از علم زمین آمار در مطالعات بارش را نشان می دهد. در پژوهش حاضر تلاش شده تا با استفاده از فراسنج های نیم تغییرنما و رگرسیون جغرافیایی موزون، الگوی بارش های 121 ایستگاه هواشناسی شامل 27 ایستگاه همدید،7 ایستگاه اقلیم شناسی و 87 ایستگاه باران سنجی سازمان هواشناسی کشور در دوره آماری 2014-1994 برای فصل بهار مورد بررسی قرار گیرد. نتایج حاصل از آماره نیم تغییر نما نشان داد که ساختار مکانی بارش از ماه آوریل به سمت ماه ژوئن کاهش یافته است ؛ که نشان دهنده کاهش وسعت عمل سیستم های بزرگ مقیاس در بارش محدوده مطالعاتی و افزایش توان عوامل محلی در وقوع بارش است. بر اساس مدل رگرسیون جغرافیایی موزون مشخص گردید که در تمام منطقه، ناهمواری ها بیشترین اثر را در کنترل بارش دارد و علاوه بر آن در کردستان و جنوب آذربایجان غربی جهت شیب، در اردبیل و شمال آذربایجان شرقی عامل شیب بر بارش اثر گذار هستند. همچنین اثرات عامل عرض جغرافیایی منطبق بر حضور بادهای غربی در محدوده بوده و در ماه آوریل در کردستان و در ماه های می و ژوئن در آذربایجان شرقی بیشترین اثرات را داشته است.