مکان‌یابی و اولویت‌بندی مناطق مستعد تغذیه ‌مصنوعی آب‌‌های زیرزمینی بر اساس، منطق بولین، روش هم‌پوشانی و منطق فازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش‌ها، سبب ایجاد سیلاب و رواناب‌های سطحی می شود. تغدیه مصنوعی با استفاده از این آب‌‌ها راه حلی جهت افزایش ذخایر زیرزمینی است. به‌منظور مکان‌یابی مناطق مستعد تغذیه مصنوعی در آبخوان دشت همدان- بهار از شش عامل مؤثر شیب، نفوذپذیری سطحی، ضخامت غیراشباع آبرفت، توانایی انتقال آب در آبرفت، کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی و کاربری اراضی استفاده گردید. در روش اول هر یک از نقشه‌‌ها بر اساس منطق بولین طبقه‌بندی و با عملگر AND تلفیق شدند. 26 درصد از منطقه مناسب تغذیه مصنوعی آب‌‌های زیرزمینی دشت همدان- بهار تشخیص داده شد. سپس با استفاده از روش هم‌پوشانی، مناطق مناسب به‌دست آمده از منطق بولین، به سه زیر گروه تقسیم شدند. 53/0درصد مناسب و 21درصد متوسط، ولی هیچ منطقه‌ای با تناسب خیلی‌مناسب حاصل نشد. در روش سوم لایه‌‌ها بر مبنای منطق فازی امتیازدهی و با حاصل‌ضرب فازی ترکیب شدند که 25/2درصد خیلی‌مناسب، 71/7درصد مناسب و 76/16درصد متوسط تشخیص داده شد. نتایج آنالیز حساسیت منطق بولین نشان داد که افزایش 50درصدی ارقام بازه‌‌های مناسب در لایه‌‌های ورودی، سبب 5/1درصد افزایش و همین مقدار کاهش در بازه‌‌ها، باعث 5/0درصد کاهش در تناسب اراضی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Site Selection and Prioritizing the Suitable Sites for Groundwater Artificial Recharge Using Fuzzy Logic, Boolean Logic and overlay method

نویسندگان [English]

  • A Mahdavi 1
  • Samira Akhavan 2
1 Department of Water Engineering College of Agriculture Bu-Ali Sina University
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, College of Agriculture, Bu-Ali Sina University., Hamedan., Iran
چکیده [English]

The spatial and temporal distribution of precipitation result in surface runoff and flood. Using this water in artificial recharge is a solution to increase groundwater recharge. Because the groundwater is considered as the major source of 99% of all retrievable fresh water, optimization of its usage would be very crucial. Groundwater artificial recharge using surface water is the recommended solution because that increases the aquifer storage. To identify the suitable sites for groundwater artificial recharge in the aquifer of Hamedan- Bahar plain, the six effective parameters including the ground slope, surface infiltration rate, vadoze zone thickness, electrical conductivity of the groundwater, land-use, were used. In the first method, each maps were classified based on the Boolean logic and then integrated via the AND operator. The results showed that 26% of study area was suitable for ground water recharge. Then, suitable areas were divided to three subsets using overlay method. The 0.53% was suitable, 21% was moderate and no area with very suitable appropriateness. In the third method, layers were rated based on the Fuzzy logic and integrated with the Fuzzy algebraic product operator. The 2.25, 7.71 and 16.76% of the study area were identified very suitable, suitable and assigned moderate, respectively. The result of Boolean logic sensitivity analysis showed that suitable zones increase 1.5% while suitable ranges in all parameters increase 50% against 0.5% reduction of suitable points at 50% reduction of suitable ranges of all parameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hamedan-Bahar plain
  • Artificial recharge
  • Boolean Logic and DSS
  • Fuzzy logic
بذرافشان،ا.، علیایی،م و غلامی،ح. 1395. مقایسه روش‌های تلفیقی در شناسایی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب در دشت‌های ساحلی جنوب ایران (مطالعه موردی: دشت سرخون، استان هرمزگان). سامانه‌های سطوح آب­گیر باران. 4. 13: 43- 56.

جمالی،ع.، عشوری،پ و زارع‌کیا،ص. 1389. تعیین و اولویت‌بندی پهنه‌‌های مناسب پخش سیلاب برای تغذیه قنات‌‌ها، چاه‌‌ها و چشمه‌‌ها در مناطق خشک (مطالعه موردی: حوزه آبخیز میان‌کوه یزد). فصل­نامه علمی - پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 17. 1: 114- 106.

حکمت‌پور،م.، فیض‌نیا،س.، احمدی،ح و خلیل‌پور،ا. 1386. پهنه‌بندی مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی دشت ورامین به کمک GIS و سامانه پشتیبانی تصمیم‌گیری DSS. مجله محیط‌ شناسی. 42: 8-1.

سلطانی،م.ج. 1381. ارزیابی اراضی به منظور مکان‌یابی عرصه‌های مستعد اجرای عملیات پخش سیلاب در محیط GIS. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی.

قهاری،غ و پاک­پرور،م. 1386. بررسی تاثیر استحصال و پخش سیلاب بر منابع آب زیرزمینی دشت گربایگان. فصل­نامه علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 14.3: 368-390.

مروتی،م.، منوری،م.، فرشچی،پ و حسنی،ا. 1387.طرح‌های تغذیه مصنوعی آبخوان‌‌ها راه حلی مناسب برای افزایش سطح آب‌‌های زیرزمینی. فصل­نامه انسان و محیط زیست. 17. 18: 68 - 76.

معروفی،ص.، محمودی،م.، سلیمانی،س و جعفری،م. 1390. بررسی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب با استفاده از شاخص هم‌پوشانی نقشه‌ها و منطق‌‌های بولین و فازی در محیط GIS. نشریه دانش آب و خاک. 4. 21: 18-1.

مهدوی،ع و زارع ابیانه،ح. 1395. تعیین پتانسیل آسیب پذیری آبخوان بر اساس مدل‌های دراستیک و منطق فازی (مطالعه موردی: دشت همدان- بهار(. نشریه دانش آب و خاک. 1. 26: 17-1.

مهدوی،ع.، نوری امام‌زاده‌یی،م.، مهدوی نجف‌آبادی،ر و طباطبایی،ح. 1390. مکان‌یابی عرصه‌‌های مناسب تغذیه مصنوعی سفره‌های زیرزمینی به روش منطق فازی در حوضه آبریز دشت شهرکرد. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. 56: 63-76.

Akhavan,S., Mousavi,S.F., Abedi-Koupai,J and Abbaspour,K. 2011. Conditioning RASTIC model to simulate nitrate pollution case study: Hamadan–Bahar plain. Environmental Earth Sciences. 63:1155–1167.

Alesheikh,A.A., Soltani,M.J., Nouri,N and Khalilzadeh,M. 2008. Land assessment for flood spreading site selection using geospatial information system. International Journal of Environmental Science and Technology. 5: 455-462.

Bonham-Carter,G.F. 1996. Geographic Information Systems for Geosciences, Modeling With GIS. Ontario, Canada: Pergamon, Love Printing Service Ltd.

FAO Soil Bulletin. 1979. Soil Survey Investigations for Irrigation. FAO, no. 42.

Ghayoumian,J., Mohseni Saravi,M., feiznia,S., Nouri,B and Malekian,A. 2007. Application of GIS techniques to determine areas most suitable for artificial groundwater recharge in a coastal aquifer in southern Iran. Journal of Asian Earth Sciences. 30: 346-374.

Ghayoumian,J., Ghermezcheshme,B., Feiznia,S and Noroozi,A.A. 2005. Integrating GIS and DSS for identification of suitable areas for artificial recharge, case study Meime Basin, Isfahan, Iran. Journal of Enviromental geology. 47: 493-500.

Kaye,D. 1968. Boolean System. Longmans, Green and Co Ltd.

Krishnomurthy,J., Kumar,N., jayaraman,V and Manival,M. 1996. An Approach to Demarcate Ground Water Potential Zones Thorough Remote Sensing and a Geographical Information System. INT. j. Remote Sensing. 17.10: 1867-1884.

Mahdavi,A., Tabatabaei,S.H,. Mahdavi,R and Nouri Emamzadei,M.R. 2013. Application of digital techniques to identify aquifer artificial recharge sites in GIS environment. International Journal of Digital Earth. 6.6: 589-609.

Mehrvarz,K and Kalantari Oskouei,A. 2007. Investigation of quaternary deposits suitable for floodwater spreading. Proceedings of the international congress of river basin management. Antalya, Turkey. 572-582.

Mohan,G and Ravi Shankar,M.N. 2005. A GIS based hydrogeomorphic approch for identification of site-specific arttificial-recharge techniques in the Deccan Volcanic Province. Journal of Earth System Science. 114.5: 505-514.

Saraf,A.K and Chounhary,P.R. 1998. Intergrated Remote Sensing and GIS for Ground Water Exploration and Identification of Artificial Recharge Sites. International Journal of Remote Sensing. 19.10: 1825-1841.

Zehtabian,G.R., Alavipanah,S.K and Hamedpanah,R. 2001. Determination of an appropriate area for floodwater spreading by remote sensing data and GIS. In proceeding of international conference on new technology for a new century. May. Seoul