بررسی تغییرات مکانی و زمانی شوری آب‌های زیرزمینی استان کرمان به‌منظور استفاده در آبیاری قطره‌ای پسته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت

2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت و گروه پژوهشی مهندسی آب و محیط زیست، پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، رشت

چکیده

استان کرمان از خشک­ترین مناطق ایران محسوب می­شود و کشاورزی آن به­ویژه کشت پسته وابسته به منابع آب زیرزمینی می­باشد. در این مطالعه تغییرات مکانی و زمانی شوری (EC) آب­های زیرزمینی استان کرمان با استفاده از روش­های زمین‌آماری و نرم‌افزار ArcGIS مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش کریجینگ معمولی و کریجینگ شاخص به ترتیب برای رسم نقشه­های پهنه­بندی و احتمالاتی شوری آب­های زیرزمینی استفاده شد. نقشه­های پهنه­بندی و احتمالاتی افزایش و گسترش اراضی با شوری آب زیرزمینی بیش از dS/m8 (آستانه تحمل شوری پسته) بر متر از سال 1381 تا 1390 را نشان می­دهند. همچنین مشخص شد که آب­های زیرزمینی بخش­هایی از شهرستان­های سیرجان، شهر بابک، رفسنجان و زرند دارای وضعیت بسیار نامطلوبی از نظر شوری بوده و استفاده از این آب­ها برای آبیاری باغات پسته، می­تواند عملکرد این محصول را به شدت کاهش دهد. به طوری­که در سال 1382، 3/13% ازکل مساحت با خطر جدی شوری بالای  dS/m8 مواجه بوده­اند که این میزان تا سال 1385 روند تقریبی ثابتی داشته­است ولی در سال 1386 این میزان به 8/9% رسید و تا سال 1390 روند کاهشی داشته در نهایت سال 1390 به مقدار 8/4% رسیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Spatial and Temporal Variations in Groundwater of Kerman Province to Use in Drip Irrigation of Pistachio

نویسندگان [English]

  • Zare Jonaghani Hamid 1
  • Mohammad Reza Khaledian 2
1 MSc. Student, Water Engineering Dept., Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht.
2 Associate Professor, Water Engineering Dept., Faculty of Agricultural Sciences, University of Gilan, and Department of Water Engineering and Environment, Caspian Sea Basin Research Center.
چکیده [English]

Kerman is one of the most arid regions of Iran, and its agriculture particularly pistachio cultivation depends on groundwater resources. In recent decades, natural factors (drought and high evaporation) and human activity (non-systematic exploitation of groundwater) caused a sharp decline in the quality and quantity of groundwater in this province. The spatial and temporal variations in groundwater salinity (EC) were evaluated using geostatistical methods and ArcGIS software. To this end, the electrical conductivity data of 2000 wells and aqueducts that are scattered in Kerman province in the years since 2002 to 2011 were used. After eliminating outstanding data and data normalization in each year, collected data were analyzed, and then choosing the best model of semivariogram, interpolating, cross-validation and mapping were done using geostatistical tools in ArcGIS software. In the study, ordinary kriging and indicator kriging were used to prepare zoning and probabilistic maps, respectively. The results of spatial structure of salinity study showed a moderate spatial structure in the studied years. Results of cross-validation indicated a good accuracy of both methods of interpolation (i.e., ordinary kriging and indicator kriging). Zoning and probabilistic maps showed an increase of more than 8 dS/m from 2002 to 2011 in the area of groundwater salinity. It was also found that groundwater of Sirjan, Shahrbabak, Rafsanjan, and Zarand cities has a very bad condition in terms of salinity, using it for pistachio orchards irrigation can seriously reduce the yield of this plant, and its cultivation in the province will be questionable. Findings showed that in 2003, 13.3% of the total of the province faced a serious risk of high salinity of 8 dS/m in which this rate was approximately constant until 2006, but in 2007 this amount rose to 8.9% and had a decreasing trend until 2011, which finally decreased to 8.4% in 2011. So as to avoid lowering the quality of groundwater resources in the province, appropriate management measures are necessary.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrical conductivity
  • Mapping
  • Semivariogram

1-   احمدپور،ح.، خالدیان،م.، اشرف­زاده،ا.،  رضایی،م. 1393. پهنه­بندی مکانی و زمانی هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول آب‌های زیرزمینی دشت گیلان. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 28. 3: 667-676.

2-   امیری بورخانی،م.، خالدیان،م.، اشرف­زاده،ا.، شاه­نظری،ع. 1395. بررسی تغییرات زمانی و مکانی شوری آب‌های زیرزمینی استان یزد با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ شاخص. اکوهیدرولوژی. 3 . 3: 345-333.

3-    امینی،ح. 1393. بررسی روند تغییرات کمی و کیفی آب‌های زیرزمینی استان قزوین با استفاده از روش­های مبتنی بر زمین‌آمار. پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشکده­ی علوم کشاورزی دانشگاه گیلان.

4-   اوسطی،خ.، سلاجقه،ع.،  آرخی،ص. 1391. تغییرات مکانی نیترات در آب زیرزمینی با استفاده از زمین آمار (مطالعه موردی: دشت کردان). نشریه مرتع و آبخیزداری (مجله منابع طبیعی ایران). 65. 4: 461-472.

5-   بامری،ا.، پیری،ح.،  گنجی،ف. 1394. ارزیابی آلودگی آب‌های زیرزمینی دشت بجستان جهت مصارف کشاورزی با استفاده از روش کریجینگ شاخص. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 22. 1: 211-229.

6-   جعفری،ر.،  بخشنده­مهر،ل. 1393. بررسی تغییرات مکانی شوری و قلیائیت آب­های زیرزمینی استان اصفهان با استفاده از زمین آمار. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک). 18. 68: ۱۸۳- ۱۹۴.

7-   حبیبی اربطانی،و.، احمدی،ع.،  فتاحی،م.م. 1388. مدل‌سازی تغییرات مکانی برخی از ویژگی­های شیمیایی آب‌های زیرزمینی به کمک روش­های زمین آماری. مجله علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 3. 7: 23- 34.

8-   حیدری علمدارلو،ا.، برآبادی،ح.،  طلوعی،س. 1392. ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت رودآب سبزوار برای آبیاری. مجله تحقیقات منابع طبیعی تجدید شونده. 4. 12. 2: 1-12.

9-   دلبری،م.، افراسیاب،پ. 1393. کاربرد کریجینگ شاخص و معمولی در مدل کردن کلر آب زیرزمینی. مجله محیط­شناسی. 40. 3: 751-764.

10-نشاط،ع.،  زین الدینی،ع. 1392.بررسی اثر پیشروی آب شور بر کیفیت آب آبیاری و خصوصیات فیزیک و شیمیایی خاک تحت کشت پسته منطقه سیرجان. مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست. 15. 2: 12-22.

11- Adhikary,P., Chandrasekharan,H., Chakraborty,D and Kamble,K. 2010. Assessment of groundwater pollution in West Delhi, India using geostatistical approach. Environmental Monitoring and Assessment. 167.1-4: 599-615.

12- Al Kuisi,M., Al-Qinna, M., Margane, A and Aljazzar,T. 2009. Spatial assessment of salinity and nitrate pollution in Amman Zarqa Basin: a case study. Environmental Earth Sciences. 59.1: 117-129.

13- Amiri-Bourkhani,  M., Khaledian, M.,  Ashrafzadeh,A., Shahnazari,A. 2017. Analyzing the temporal and spatial variations in groundwater salinity in Mazandaran Plain, Iran, during a long-term statistical period of 26 years. Geofizika. 34. 1: 119-139.

14- Arslan,H. 2012. Spatial and temporal mapping of groundwater salinity using ordinary kriging and indicator kriging: The case of Bafra Plain, Turkey. Agricultural Water Management. 113: 57-63.

15- Ashrafzadeh,A., Roshandel,F., Khaledian,M., Vazifedoust,M., Rezaei,M. 2016. Assessment of groundwater salinity risk using kriging methods: a case study in northern Iran. Agricultural Water Management. 178: 215–224.

16- Chen,L and Feng,Q. 2013. Geostatistical analysis of temporal and spatial variations in groundwater levels and quality in the Minqin oasis, Northwest China. Environmental Earth Sciences. 70.3: 1367-1378.

17- Delbari,M., Amiri,M and Motlagh,M. 2016. Assessing groundwater quality for irrigation using indicator kriging method. Applied Water Science. 6.4: 371-381.

18- Goovaerts,P. 1997. Geostatistics for natural resources evaluation: Oxford university press.

19- Hosseinifard,J., Mirzaei Aminiyan,M. 2015. Hydrochemical characterization of groundwater quality for drinking and agricultural purposes: a case study in Rafsanjan plain, Iran. Water Quality, Exposure and Health. 7: 531-544.

20- Hosseinifard,J., Salehi,M.H., Esfandiarpour,I and Mohammadi,J. 2008. Spatial variability of groundwater quality and its relationship with pistachio yield in Anar region, Iran. Journal of Applied Sciences. 8 .20: 3697-3702.

21- Hosseinifard,J., Salehi,M.H., Mohammadi,J and Heydari,M. 2006. Groundwater quality in pistachio growing areas of Rafsanjan, Iran. Acta Hort. 726: 217-220.

22- Hu,K., Huang,Y., Li,H., Li,B., Chen,D and White, R.E. 2005. Spatial variability of shallow groundwater level, electrical conductivity and nitrate concentration, and risk assessment of nitrate contamination in North China Plain. Environment International. 31.6: 896-903.

23- Johnston,K., Ver Hoef,J.M., Krivoruchko,K., Lucas,N. 2001. Using ArcGIS geostatistical analyst (Vol. 380): Esri Redlands.

24- Journel, A.G., and Huijbregts, Ch.J. 1978. Mining geostatistics: Academic Press. 600 pages.

25- Mahmoodifard,Z., Nazemi,A.H., Sadraddini,S. A and Shahbazi,F. 2014. Assessment of Spatial and Temporal Distribution of Groundwater Salinity and Alkalinity Using Ordinary Kriging; Case Study: Ardabil Plain Aquifer. Agriculture Science Developments. 3.7: 244-250.

26- Nas,B and Berktay,A. 2010. Groundwater quality mapping in urban groundwater using GIS. Environmental Monitoring and Assessment. 160.1-4: 215-227.

27- Taghizadeh Mehrjardi,R., Zareian Jahromi,M., Mahmodi,S and Heidari,A. 2008. Spatial Distribution of Groundwater Quality with Geostatistics (Case Study: Kerman-Ardakan Plain). World Applied Sciences. 4.1: 9-17.