مدل‌سازي توزيع مكاني و كاهش سطح تراز آب‌هاي زيرزميني دشت تبريز

Modelling the spatial distribution and depletion of groundwater level in Tabriz plain

در دشت تبريز به علت شوري زياد آبهاي سطحي كه از نگراني هاي عمده آبياري و كشاورزي پايدار در منطقه مطرح مي باشد كشاورزان از آبهاي زيرزميني به عنوان مكمل آبهاي سطحي جهت آبياري مزارع خود استفاده مي كنند. پژوهش حاضر به‌منظور ارزيابي كاربرد مدل‌هاي جبري و زمين آماري در پهنه‌بندي عمق آبهاي زيرزميني دشت تبريز در يك بازه زماني 13 ساله ( 1380 تا 1392)، با استفاده از داده‌هاي 42 حلقه چاه پيزومتري در سطح دشت به انجام رسيده است. مدلهاي مورد استفاده شامل، مدل IDW و مجموعه روش‌هاي توابع شعاعي(RBF)، به عنوان نماينده روش‌هاي جبري و مدل كريجينگ به عنوان نماينده روشهاي زمين آماري مي‌باشد. از اعتبار سنجي متقاطع، شاخص هاي خطاي، ميانگين انحراف خطا(MBE)، ريشه دوم ميانگين مربع خطا(RMSE) و ضريب تعيين جهت انتخاب روش مناسب و اعتبار سنجي مدل هاي مربوطه استفاده شده است. نتايج به دست آمده نشان داد كه براي پهنه بندي عمق آب زيرزميني روش كريجينگ در مقايسه با ساير روش هاي ميان يابي مورد بررسي (مدل Gaussian) با خطاي RMSE و MBE به ترتيب برابر با19/08 و 0/37 و R2 برابر با 0/35 ، داراي دقت بالايي بوده و با نقشه-هاي كاربري اراضي منطقه، شبكه آبراهه‌هاي و زمين شناسي محدوده مطالعاتي همخواني بسيار بالايي دارد. بنابراين بهترين روش جهت پهنه‌بندي عمق آبهاي زيرزميني دشت تبريز محسوب مي‌گردد. هم‌چنين مقايسه نقشه‌هاي پهنه بندي مكاني عمق آب زيرزميني در طول دوره‌هاي زماني مورد بررسي نشان داد كه در قسمت‌هاي جنوب‌شرقي، شرقي، جنوب محدوده مورد مطالعه افزايش در عمق آب زيرزميني مشاهده شده كه البته با توجه به اينكه در اين قسمتها اراضي باغي وجود دارد مي‌توان دليل افزايش عمق آب زيرزميني را بهره‌برداري بي‌رويه از منابع آب زيرزميني دانست.

Due to high salinity of surface waters in Tabriz plain, which is one of the major concerns about irrigation and sustainable agriculture in the area, farmers exploit groundwater as supplement for surface water to irrigate their fields. This study aimed to apply Algebraic and Geo-statistical models for mapping groundwater depth through Tabriz plain over a period of 13 years (1380 to 1392) using data collected from 42 piezometric wells. Used models include Inverse Distance Weighted (IDW) and Radial Basis Functions (RBF), as representative of algebraic methods and Kriging as representative of Geo-statistical methods. Selection of appropriate method and validation of models were done by means of cross validation, mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (R2). Results indicated that Kriging is more precise than other methods for zoning mapping the depth of groundwater, and the output map corresponds highly with land use, drainage networks, geology and through the study area. So, the method is considered to as the best model to zoning mapping the groundwater depth through Tabriz plain. Also, comparison of groundwater depth zoning maps over examined periods is indicative of an increase in groundwater depth in Southeast, East, South and partly North of the study area. This increase of groundwater depth could be related to improper exploitation of groundwater resources considering given garden lands located on the parts of the study area