ارزيابي و مقايسۀ روشهاي نسبت فراواني، شاخص آماري و آنتروپي براي تهيۀ نقشۀ پتانسيل آب زيرزميني با استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي (مطالعۀ موردي: شهرستان جهرم)

Evaluation and comparison of frequency ratio, statistic index and entropy methods for groundwater potential mapping using GIS (Case Study: Jahrom Township)

آب زيرزميني به عنوان يكي از منابع ارزشمند‌ تازۀ آب در نظر گرفته مي شود. با افزايش سريع جمعيت انسان، تقاضا براي آب هاي زيرزميني افزايش يافته است. تهيۀ نقشۀ مناطق بالقوۀ آب زيرزميني مي تواند كمك شايان توجهي به تعيين، محافظت و مديريت چشمه هاي آب زيرزميني كند. هدف از اين تحقيق، تهيۀ نقشۀ پتانسيل چشمه هاي آب زيرزميني در شهرستان جهرم با استفاده از روش هاي نسبت فراواني، شاخص آماري و آنتروپي است. نوآوري تحقيق حاضر، به كارگيري روش شاخص آماري براي اولين‌بار به‌منظور تهيۀ نقشۀ پتانسيل آب زيرزميني و مقايسۀ آن با دو روش آنتروپي و نسبت فراواني است. دوازده معيار هيدرولوژي، زمين شناسي و جغرافياي طبيعي كه بر موقعيت چشمه ها اثر مي گذارند، در نظر گرفته شد و در محيط ArcGIS اين داده ها پردازش و آماده شد. اين معيارها شامل درجۀ شيب، جهت شيب، ارتفاع، شاخص توپوگرافي رطوبت (TWI)، طول شيب، شاخص توان آبراهه (SPI)، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، تراكم گسل، كاربري اراضي و زمينشناسي است. پس از تهيۀ نقشۀ پتانسيل آبهاي زيرزميني با اين سه روش، براي ارزيابي نتايج از منحني تشخيص عملكرد نسبي (ROC) استفاده شد. از 103 چشمه معرفي شده در اين تحقيق، 73 چشمه (70 درصد) براي تهيۀ نقشۀ پتانسيل آب زيرزميني و 30 چشمه (30 درصد) براي ارزيابي مدل استفاده شد. سطح زير‌منحني (AUC) به دست آمده از منحني تشخيص عملكرد نسبي، نشان دهندۀ دقت 91 درصد براي مدل شاخص آماري، دقت 92 درصد براي مدل نسبت فراواني و دقت 92/7 براي مدل آنتروپي برآورد شد. نتايج اين ارزيابي نشان دهندۀ دقت عالي براي اين سه مدل و برتري مدل آنتروپي نسبت به دو مدل ديگر است. همچنين بر اساس مدل آنتروپي لايه هاي شاخص توان آبراهه، ارتفاع، شيب و كاربري اراضي بيشترين تأثير را بر پتانسيل آب زيرزميني در منطقۀ مطالعه‌شده داشته اند.

Groundwater is considered one of the most valuable fresh water resources. The rapid increase in human population has increased the demand for groundwater supplies for drinking, agricultural, and industrial purposes. It is necessary to provide groundwater spring potential maps for implementing a successful groundwater determination, protection, and management program. The main objective of this study was to produce groundwater spring potential maps in the Jahrom region, using frequency ratio, statistic index and entropy methods. Twelve hydrological-geological-physiographical (HGP) factors influencing locations of springs were considered in this research and processed in ArcGIS environment. These factors include slope degree, slope aspect, altitude, topographic wetness index (TWI), slope length (LS), distance to roads, distance to rivers, distance to faults, lithology, land use and fault density. The predicted results from the three models were validated using the receiver operating characteristics curve (ROC). From 103 springs identified, 70 (≈70 %) locations were used for the spring potential mapping, while the remaining 33 (≈30 %) springs were used for the model validation. The area under the curve (AUC) for the statistic index model was calculated to be %91 and for frequency ratio and entropy the AUC to be %92 and %92.7, respectively.