ارزیابی روش نسبت فراوانی در پتانسیل‌یابی منابع آب زیرزمینی دشت الشتر، استان لرستان

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دزفول، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مهاباد، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، مهاباد، ایران.

3 دکترای آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

چکیده

آب زیرزمینی از منابع مهم تامین آب شیرین مورد نیاز انسان است. کشور ایران با شرایط اقلیمی خشک و نیمه­خشک و میانگین بارش سالانه حدود 250 میلی­متر یکی از کم­بارش­ترین کشورهای جهان محسوب می­شود. در این تحقیق از روش آماری نسبت فراوانی (FR) بر پایه GIS برای شناسایی و پهنه­بندی مناطق دارای پتانسیل آب زیرزمینی دشت الشتر در استان لرستان استفاده شد. اولین قدم در این تحقیق، شناسایی فاکتورهای موثر بر رخداد و وقوع آب زیرزمینی می­باشد. بدین منظور هفت فاکتور موثر که شامل شیب، طبقات ارتفاعی، کاربری اراضی، انحنای زمین، شاخص توان رودخانه (SPI)، زمین­شناسی و شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) مطابق با مطالعات گذشته شناسایی و تهیه شدند. همچنین از بیست و هشت حلقه چاه موجود در منطقه که دارای آبدهی بالای 11 مترمکعب بر ساعت بودند، بیست حلقه چاه برای آموزش مدل و هشت حلقه چاه برای اعتبار­سنجی به­کار گرفته شد. نقشه تهیه شده در نهایت به پنج کلاس دارای پتانسیل خیلی­کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی­زیاد طبقه­بندی شدند. طبق اعتبارسنجی صورت گرفته، مدل نسبت فراوانی دارای صحت 85 درصدی برای تهیه نقشه­های پتانسیل­یابی منابع آب زیرزمینی دشت الشتر می­باشد. نتایج نشان داد که حاشیه­های شمالی و غربی دشت دارای پتانسیل بالا و مرکز دشت دارای پتانسیل متوسط می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Frequency Ratio Method for Groundwater Potential Mapping at Al-Shtar Plain, Lorestan Province

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Nohani 1
  • edris Merufinia 2
  • khobat Khosravi 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Young Researchers and Elite Club, Dezful Branch, Islamic Azad University., Dezful., Iran
2 Young Researchers and Elite Club, Mahabad Branch, Islamic Azad University, Mahabad, Iran.
3 Ph.D student, Dept. of Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources Univ. Sari, Iran.
چکیده [English]

Groundwater is the major sources of fresh water supply for human being. Iran country with arid and semi-arid climate conditions and average annual rainfall of 250 ml is considered as one of the most waterless countries of the world. In this study, the frequency ratio method on the basis of GIS was used for detection and zoning of the Al-shtar plain regions which are potential in terms of underground waters in Lorestan Province. The most initial step is identification of effective factors. So, seven effective factors including gradient, altitudinal floors, land use, curvature of the earth, Standardized Precipitation Index (SPI), Topographic Wetness Index were identified and documented with regard to the resources review. For this purpose, among from the 28 available wells, 20 wells were selected for education and calibration of the model and 8 wells were utilized for validation. The associated map to the 5 classes with so low, low, average, high and very high potential was categorized. According to the performed validation, the frequency ratio model has enough accuracy and it is suitable for preparation of potential detection maps of underground water supply of Al-shtar plain. The results demonstrated that the western and northern edge of the plain have high potential, while the center of the plain has average potential.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Al-shtar Plain
  • frequency ratio
  • GIS
  • Potential Detection of the Underground water Resources
خدایی،ک.، شهسواری،ع.ا.، اعتباری،ب. 1385، ارزیابی آبخوان دشت جوین به روش­های Drastic , Gods. مجله زمین­شناسی ایران. پژوهشکده علوم پایه کاربردی جهاد دانشگاهی. تهران. 2. 4: 18-10.
صداقت،م. 1387، زمین و منابع آب، چاپ اول، انتشارات پیام نور، تهران
کالیراد،ز.، ملکیان،آ.، معتمد وزیری،ب. 1392. تعیین الگوی توزیع منابع آب زیرزمینی دشت الشتر، پژوهش­نامه مدیریت حوضه آبخیز، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی. ساری. 7. 4: 69-57.
مسعودیان،ا.، کاویانی،م.ر.1386. اقلیم­شناسی ایران، چاپ اول، انتشارات دانشگاه اصفهان
Davoodi,M.D., Rezaei,M., Pourghasemi,H.R., Pourtaghi,Z.S., Pradhan,B. 2013. Groundwater spring potential mapping using bivariate statistical model and GIS in the Taleghan Watershed, Iran. Arabian Journal of geosciences. 8.2: 913-929.
Dixon,B. 2005. Applicability of neuro-fuzzy techniques in predicting ground-water vulnerability:  a GIS-based sensitivity analysis. Journal of Hydraulic. 309.2:17-38.
Garcia-Pintado,J.,  Neal,J.C., Mason,D.C., Dance,S.L., Bates,P.D. 2013. Scheduling satellite-based SAR acquisition for sequential assimilation of water level observations into flood modeling. Journal of Hydrology. 495.3: 252-266.
Gokceoglu,C., Sonmez,H., Nefeslioglu,H.A., Duman,T.Y., Can,T. 2005. The 17 March 2005 Kuzulu landslide (Sivas, Turkey) and landslide-susceptibility map of its near vicinity. Engineering geology. 81.2: 65-83.
Islam,M.M., Sado,K., Owe,M.,  Brubaker,K.,  Ritchie,J.,  Rango,A. 2001.  Flood damage and management modeling using satellite remote sensing data with GIS: case study of Bangladesh. IAHS Publication. 455-457.
Jebur,M., Pradhan,B., Tehrany,M. 2014. Manifestation of LiDAR-derived parameters in the spatial prediction of landslides using novel ensemble evidential belief functions and support vector machine models in GIS, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 8.2: 674-690.
Kia,M.B., Pirasteh,S., Pradhan,B., Mahmud,A.R., Sulaiman,W.N.A., Moradi,A. 2012. An artificial neural network model for flood simulation using GIS:  Johor River Basin, Malaysia. Environmental Earth Science. 67.2:251-264.
Khosravi,Kh., Nohani,E., Maroufinia,E., Pourghasemi,H.R. 2016. A GIS-based flood susceptibility assessment and its mapping in Iran: a comparison between frequency ratio and weights-of-evidence bivariate statistical models with multi-criteria decision-making technique. Natural Hazards. 83 .2: 947-987
Khosravi,K.h., Pourghasemi,H.R., Chapi,K., Bahri,M. 2016. Flash flood susceptibility analysis and its mapping using different bivariate models in Iran: a comparison between Shannon’s entropy, statistical index, and weighting factor models. Environmental Monitoring and Assessment. Environmental Monitoring and Assessment. 188.12:656.
Lee,M.J., Kang,J.E., Jeon,S. 2012. Application of frequency ratio model and validation for predictive flooded area susceptibility mapping using GIS. In: Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), IEEE International.  Munich. 895–898.
Madank,J., Kamii,Y., Chikamori,K. 2008. Cost-Effective Approaches for sustainable Grounwater Management in Alluvial Aquifer System Ms, Water Resources Management. Springer. 23.2: 219-233. 
Moore,I.D., Grayson,R.B., Ladson,A.R. 1991. Digital terrain modelling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications, Hydrological Processes. 5.1: 3-30.
Nampak,H., Pradhan,B., Abdmanap,M. 2014. Application of GIS based data driven evidential belief function model to predict groundwater potential zonation, Gournal of Hydrology. 513: 283-300.
Pourghasemi,H.R., Beheshtirad,M. 2014. Assessment of a data-driven evidential belief function model and GIS for groundwater potential mapping in the Koohrang Watershed, Iran. Journal Geocarto Internationa. 30: 662-685.
Pradhan,B. 2009. Groundwater potential zonation for basaltic watersheds using satellite remote sensing data and GIS techniques. Central European Journal of Geosciences.(1):120-129.
Razandi,Y., Pourghasemi,H.R., Samani neisani,N., Rahmati,O. 2015. Application of analytical hierarchy process, frequency ratio, and certainty factor models for groundwater potential mapping using GIS. Earth science information, 8:867-883.
Tehrany,M.S., Lee,M.J., Pradhan,B., Jebur,M.N., Lee,S. 2014. Flood susceptibility mapping using integrated bivariate and multivariate statistical models, Environmental earth science. 72.10: 4001-4015.
Tehrany,M.S., Pradhan,B., Mansour,S.H., Ahmad,N. 2015. Flood susceptibility assessment using GIS-based support vector machine model with different kernel types. 125.2:91-101.
Yalcin,A., Reis,S., Aydinoglu,A.C., Yomralioglu,T. 2011. A GIS-based comparative study of   frequency ratio, analytical hierarchy process, bivariate statistics and logistics regression methods for landslide susceptibility mapping in Trabzon, North East Turkey, Catena. 85.3:274–287.
Youssef,A.M., Pradhan,B., Hassan,A.M. 2011. Flash flood risk estimation along the St. Katherine road, southern Sinai, Egypt using GIS based morphometry and satellite imagery, Environmental Earth Sciences. 62.5: 611-623