ارزيابي داده هاي ماهوارۀ GRACE در برآورد تغييرات سطح آب زيرزميني در استان قزوين

Assessment of GRACE satellite data for estimating the groundwater level changes in Qazvin province

استان قزوين در رتبۀ هفتم خشكسالي در كشور قرار گرفته است، بنابراين مديريت گستردۀ منابع آبي در اين استان ضروري است. بهره گيري از تغييرات ميدان گرانشي مشاهده‌شده از ماهوارۀ GRACE از روش هاي مديريتي است. ماهوارۀ ثقل سنجي GRACE مجموعه اي از داده هاي تغييرات ذخيرۀ آب را در مقياس منطقه با قدرت تفكيك مكاني 1 درجه توليد مي كند. اين پژوهش با هدف ارزيابي داده هاي ماهوارۀ GRACE در استان قزوين براي يافتن راه حلي جامع براي دستيابي آسان و سريع به اطلاعات تغييرات منابع آبي اين استان انجام شد. براي اعتبارسنجي داده هاي ماهوارۀ GRACE از داده هاي مدل سطح زمين GLDAS و داده هاي مشاهداتي چاه ها در منطقه استفاده شد. نتايج نشان مي دهد ماهوارۀ GRACE به‌‌عنوان ماهواره‌اي ثقل سنج كه فقط به‌منظور برآورد تغييرات ذخيرۀ آب توليد شده است، برآورد خوبي از روند تغييرات ذخيرۀ آب و همچنين تغييرات سطح آب زيرزميني در اختيار كاربران قرار مي دهد. نتايج تحليل آماري انجام‌شده نشان دهندۀ 4/16=RMSE=5/54، MAE و 1/5=MBE در واحد سانتيمتر در مقياس فصلي بين داده هاي تغييرات سطح آب زيرزميني به‌دست‌آمده از ماهوارۀ GRACE و چاه هاي مشاهداتي در دشت قزوين و همچنين 4/32=RMSE=5/46 ، MAE= و 0/18=MBE سانتيمتر در ماه بين داده هاي تغييرات ذخيرۀ آب به‌دست‌آمده از مدل GLDAS و ماهوارۀ GRACE است. همچنين همبستگي بين دادههاي تغييرات ذخيرۀ آب به‌دست‌آمده از مدل GLDAS و ماهوارۀ GRACE و تغييرات سطح آب زيرزميني به‌دست‌آمده از ماهوارۀ GRACE و داده هاي مشاهداتي در سطح احتمال 99 درصد معنادار است. نتايج بيانگر آن است كه ماهوارۀ GRACE روند تغييرات ذخيرۀ آب را بهتر از مدل GLDAS نشان مي دهد.

Given that Qazvin Province is ranked as the seventh dry place in the country, it is necessary to manage vast water resources in this province. Water storage estimation methods have been developed over the years and observation of changes in the gravitational field by satellite GRACE is one of these methods. This satellite produces a series of water storage changes data with spatial resolution of 1 ° on a regional scale. This study aimed to evaluate data from GRACE satellites in Qazvin province to find a comprehensive solution for quick and easy access to water resources. To validate the GRACE satellite data, land surface model data (GLDAS) and wells data in the region were used. The results show that the GRACE satellites as a Gravity satellite just produced to estimate changes in Earth's water supply, give a good estimate of the changes in the ground water storage and groundwater level changes. Statistical analysis showed that RMSE =5.54, MAE = 4.16 and MBE = 1.5 the seasonal scale in millimetre between groundwater level data from the GRACE satellites and observation wells, and RMSE =2.92, MAE = 4.24 and MBE =0.184 month scale in centimetre between the data changes in land water storage from GRACE satellite and GLDAS model. Also, the correlation between changes in water storage data from the GRACE satellite and GLDAS model and groundwater level changes from GRACE satellite and observational data is significant at the 99% probability level. The results showed that GRACE satellite shows terrestrial water storage changes better than GLDAS model.