پهنه بندي اسيديته و هدايت الكتريكي آب‌هاي زيرزميني با استفاده از روش هاي زمين آمار (مطالعه موردي: دشت سميرم، استان اصفهان)

Zoning Electrical Conductivity and Acidity of Groundwater through Using Geo-statistical Method: A Case Study in Semirom Plain, Esfahan Province

مطالعات و بررسي­هاي فراواني در مورد كيفيت آب­هاي زيرزميني و پيشگيري از آلودگي اين منابع در اكثر كشورها به عمل آمده است كه نشان دهنده حائز اهميت بودن آن مي­باشد. كيفيت آب­هاي زيرزميني داراي مقياس مكاني و زماني بوده و نمي­توان آن را در طول زمان و مكان ثابت فرض كرد. لذا تحقيق حاضر روش­هاي درون­يابي براي برآورد اسيديته و هدايت الكتريكي آب­هاي زيرزميني دشت سميرم واقع در استان اصفهان با استفاده از آمار 386 چشمه در سال آبي 85- 84 بررسي مي­كند. از آنجا كه آمار كلاسيك قادر به در نظر گرفتن توزيع مكاني پارامتر­هاي كيفيت آب­هاي زيرزميني نيست، از روش­هاي زمين آمار مانند كريجينگ معمولي، كريجينگ ساده، كريجينگ گسسته، روش عكس فاصله، روش تابع شعاعي با نرم افزارهاي GS+و سامانه اطلاعات جغرافيايي به عنوان تكنيكي براي اين هدف استفاده گرديد. براي بررسي خطاي درون­يابي از تكنيك اعتبارسنجي حذفي و جهت مقايسه آماري مدل، از ريشه دوم ميانگين مربعات خطا و ميانگين خطاي مطلق استفاده شد. نتايج نشان داد كه واريوگرام مدل كروي به عنوان بهترين مدل برازش شده به ساختار فضايي داده ­هاي هدايت الكتريكي و اسيديته مي­باشد. همچنين روش عكس فاصله با توان 1 (041/0 MAE= و 065/0 = (RMSEو روش تابع شعاعي (27/2 MAE= و 57/3 = (RMSE به دليل داشتن RMSE ، MAE پايين­تر و دقت آماري بالاتر، به ترتيب پراكنش مناسب­تري از اسيديته و هدايت الكتريكي آب­هاي زيرزميني نشان مي­دهد. در نهايت نقشه­هاي پهنه بندي هدايت الكتريكي و اسيديته دشت سميرم در محيط GIS ترسيم شد. نتايج به­دست آمده از نقشه­ها حاكي از كاهش هر دو متغير از شرق دشت سميرم به طرف غرب مي­باشد.

The groundwater quality research is one of the important and its pollution control was included in some research literatures. Ground water quality has spatial and temporal variation so classical statistics could not account these variations at the regional scale researches. This study usedgeo-statistical methodsto optimize an interpolation method in order to estimate the spatial distribution of pH and electrical conductivity in ground water. The geo-statistical methods which used in this procedure, includedkriging, ordinary kriging, simple kriging, disjunctive kriging, inverse distance weighting and radial. Cross validation was used to evaluate fault detection, root mean square error for statistical comparisons,and the geo-statistical analysis was performed in ArcGIS9x software environment. The case study was Semirom plain, Esfahan and historical data was collected from 386 springs in years from 2006 to 2007.The resultsof model validations showed that the variogram spherical model has the best fit to the spatial data structure of the electrical conductivity and pH. The analysis of RMSE and MAE showed that inverse distance method (with raised to the power of one); RMSE = 0.065; MAE= 0.041) and radial function (with RMSE = 3.57; MAE=2.27) were more statistically accurate or have lower RMSE and MAE in comparison to the other methods. Both of these methods have optimum spatial distribution of the pH and electrical conductivity of ground water inSemirom plain. Finally, spatial distributions maps of pH and electrical conductivity was created using ArcGIS9.x (or geographical information systems). The resultsof maps showed reduction of both variables from the east to west, in Semirom plain.