پهنه‌بندی فراسنج های کیفی (شوری و سدیمی) آب با استفاده از روش های زمین‌آماری مطالعه‌ی موردی: دشت کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

چکیده

طراحی و مدیریت درست روشهای آبیاری مستلزم داشتن آگاهی از وضعیت نفوذپذیری خاک که خود متأثر از فراسنجهای کیفی (شوری و سدیمی) آب است، می‌باشد. از این‌رو در این تحقیق به بررسی تغییرات مکانی و پهنه‌بندی فراسنجهای کیفی آب زیرزمینی شامل هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذبی سدیم (SAR) با استفاده از روشهای زمین‌آماری پرداخته می‌شود. هدف نهایی پیش‌بینی تغییرپذیری میزان نفوذ آب به خاک در سطح منطقه‌ی مورد مطالعه‌ی با توجه به وضعیت شوری و سدیمی آب زیرزمینی می‌باشد. اطلاعات مربوطه از تجزیه و تحلیل نمونه‌های مربوط به 76 حلقه چاه آب در دشت کرمان، و بر اساس آخرین نمونه‌گیری سال 1387 به‌دست آمده اند. روشهای میان‌یابی استفاده شده شامل کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ بوده اند. برای ارزیابی روشها از روش ارزیابی متقابل با معیارهای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شده است. تجزیه و تحلیل زمین‌آماری نشان داد که داده‌هایی هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم دارای همبستگی مکانی قوی بوده و ساختار مکانی آنها از شبیه نیم‌تغییرنمای کروی تبعیت می‌کند. نتایج حاصل از ارزیابی متقابل حاکی از آن است که هر دو روش کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ از دقت مشابهی برای تخمین فراسنجهای شوری و سدیمی برخوردارند. از طرف دیگر، مقایسه‌ی نقشه‌های هم تراز هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم به‌دست آمده بار دیگر نشان از مشابه عمل کردن دو روش میان‌یابی دارد؛ هر چند نقشه‌های خطای تخمین مربوط به دو روش کمی متفاوتند. بنابراین، در مواردی که هدف تنها ارائه‌ی تصویری کلی از شکل توزیع مکانی یک ویژگی در سطح منطقه‌ی است، کاربرد روش کریجینگ معمولی که از نظر اجرا نیز راحت‌تر و سریعتر است، توصیه می‌گردد. بر اساس نقشه‌های EC و SAR تهیه شده باکاربرد روش کریجینگ معمولی و معیارهای موجود، وضعیت منطقه‌ی از لحاظ شدت نفوذ آب به خاک مورد پیش‌بینی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله به نظر می‌رسد که قسمت اعظم منطقه‌ی مورد مطالعه‌ی شامل نواحی شمالی و غربی از نفوذپذیری خوب برخوردار باشد. مابقی منطقه‌ی، که درصد نسبتا زیادی را، بویژه در شمال شرقی و جنوب شرقی، شامل می‌شود دارای قابلیت نفوذپذیری متوسط است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mapping Water Salinity and Sodicity Using Selected Geostatistical Methods, Case Study: Kerman Plain

نویسندگان [English]

  • M. Delbari 1
  • P. Afrasiab 1
  • M. Salari 2
چکیده [English]

Proper design and management of irrigation systems requires knowledge of soil infiltration rate, which is in turn influenced by water salinity and sodicity. The objectives of this study were to investigate the spatial variability of irrigation water electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) and to map these parameters using geostatistical methods. The main objective was to predict the spatial distribution pattern of soil infiltration rate over the study area based on water salinity and sodicity. Water samples were collected from 76 observations wells in the Kerman Plain in 2008. The geostatistical methods used were ordinary and log-normal kriging. The performance of interpolation methods was evaluated through cross-validation with comparison criteria of root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). Geostatistical analysis showed that both EC and SAR had strong spatial correlations, and these fitted a spherical model. The cross-validation results are indicated that the two methods provided similar accuracy for estimating salinity and sodicity. Furthermore, it was evident from the kriged maps generated through both methods for EC and SAR that the estimation error maps produced were only slightly different. Therefore, whenever the aim is to produce only a map of spatial distribution of soil properties, ordinary kriging, which is mathematically simpler than other methods, is preferred. Soil infiltration rate distribution pattern was also predicted based on the kriged maps of EC and SAR, and, some approved standards. The results indicated that most of that area, including northern and western regions had good infiltration rates. The rest, which cover mostly the northeastern and southeastern of the study area, had moderate infiltration rates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geostatistics
  • ordinary Kriging
  • lognormal kriging
  • Electrical Conductivity
  • sodium absorption ratio
  • Infiltration