آسیب پذیری نسبت به آلودگی منطقه بین وادی شویب و دریای مرده در دره جردن (AB1) بر اساس زیرسطحی با استفاده از محاسبه شطرنجی و مدل DRASTIC برای نقشه های تصویربرداری در این تحقیق ارزیابی و ارزیابی شد. پارامترهای هفتگانه مدل DRASTIC عبارتند از: عمق به آب، شارژ خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، تأثیر ناحیه وادوز و هدایت هیدرولیکی. هفت متغیر با رتبه بندی و شاخص های عددی وزنی ارزیابی می شوند. پارامترهای آسیب پذیری بسته به یک فاصله ثابت از درصد منطقه حومه طبقه بندی می شوند. نشان داد که زیرسطحی ABI بر اساس طبقات آسیب‌پذیری بالا و بخش‌های میانی و غربی توسط کلاس‌های آسیب‌پذیری بالا تا شدید طبقه‌بندی می‌شوند. بخش جنوبی AB1 آسیب پذیری کم آبخوان را نشان می دهد.

کلید واژه ها:

آسیب پذیری آبخوان، DRASTIC، نقشه تصویربرداری، دریای مرده، وادی شویب، دره جردن

1. مقدمه

آب های زیرزمینی در اردن و جهان منبع بسیار مهمی برای تامین آب به دلیل حساسیت نسبتا کم آن به آلودگی است (US EPA، 1985). با این وجود، منابع زیادی برای آلودگی سفره‌های زیرزمینی از جمله فعالیت‌های کشاورزی وجود دارد. انتقال این آلاینده ها به آب های زیرزمینی باعث کاهش کیفیت آب می شود. بنابراین، هدف این مقاله ارزیابی آسیب‌پذیری در ناحیه بین وادی شویب و دریای مرده در زیرسطحی دره اردن (AB1) بر اساس متغیرهای زیر است: عمق تا آب ساکن، تغذیه خالص کل، ویژگی‌های رسانه‌های آبخوان، خاک. ویژگی های رسانه، الگوهای توپوگرافی، تاثیر ناحیه وادوز (منطقه غیراشباع)، و هدایت هیدرولیکی (DRASTIC)، که مدل آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده است (EPA، 1985). همچنین،1 ] .

DRASTIC یک مدل شاخص های وزن دهی و رتبه بندی است که برای تهیه طبقه بندی آسیب پذیری برای سایت های مختلف با ترکیب لایه های متعدد توسعه یافته است [ 2 ]. برای پوشش دستی مضامین داده های نیمه کمی استفاده شد و شاخص آسیب پذیری با “ترکیبی خطی از عوامل که امکان محاسبات با استفاده از GIS را نشان می دهد” تعریف می شود [ 3 ]. همچنین با عبارت زیر تعریف می‌شود: «GIS برای دستکاری داده‌های مکانی برای نمایش پدیده‌های متغیر مکانی با اعمال یک سری تحلیل همپوشانی از لایه‌های داده‌ای که در ثبت فضایی هستند طراحی شده‌اند» [ 3 ].

یک تصویر شطرنجی آرایه‌ای از پیکسل‌ها یا سلول‌ها است که در ستون‌ها و ردیف‌ها مرتب شده‌اند، جایی که هر پیکسل دارای مقداری است که اطلاعات مفید را نشان می‌دهد. شطرنجی ها ممکن است تصاویر دیجیتال، تصاویر ماهواره ای یا نقشه های گرفته شده و اسکن شده باشند. اصطلاح کروماتوگرافی تعداد رنگ های استفاده شده در هر نقطه را نشان می دهد که هم عمق رنگ و هم فاکتورهایی را نشان می دهد که بر کیفیت نقشه تصاویر تأثیر می گذارند [ 4 ]. نقشه تصویربرداری اسکن شده تمرکز این مقاله است. این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: بخش 2 منطقه مورد مطالعه را ارائه می دهد. بخش 3 روش DRASTIC و روش های محاسبه نقشه آسیب پذیری را ارائه می دهد. بخش 4 نتایج و بحث را ارائه می دهد. در نهایت، نتیجه گیری ارائه شده است.

2. منطقه مطالعه

این منطقه مورد مطالعه که بین وادی شویب و دریای مرده (AB1) واقع شده است، حوضه ای زیرسطحی است که در ناحیه غربی کرانه های شرقی در ضلع شمالی دریای مرده به وضوح در شکل 1 واقع شده است. از نظر جغرافیایی، این منطقه به حوزه مدیترانه شرقی تعلق دارد. در نقطه پستی دره اردن واقع شده است. مرکز AB1 (که منطقه مورد مطالعه است) در WGS84 قرار دارد که مختصات 31˚50.362′ شمالی و 35˚36.709’E با مساحت کل حدود 145 کیلومتر مربع است ( MWI, 1995).

منطقه مورد مطالعه در جنوب غربی پایتخت امان و در فاصله 25 کیلومتری قرار دارد. این شهر در شمال شرقی دریای مرده قرار دارد و شامل شهرهای النهضه، راما، کافرین، الجیلد، جوفت الکافرین و الشونه الجانوبیه است. یکی از مناطق مهم زراعتی غور مرکزی است و از بند غور شانل شرقی و بند کفرین آبیاری می شود.

در عریض ترین نقاط، محدوده مورد مطالعه از شرق به غرب 17 کیلومتر مربع و از شمال به جنوب حدود 12 کیلومتر مربع است. حوضه دارای نقاط بالا و پایین است: بالاترین نقطه AB1 در مرز شرقی با ارتفاع (MASL) قرار دارد.

شکل 1 . موقعیت حوضه زیرسطحی AB1 در نقشه اردن [ 5 ].

176 متر بالاتر از سطح دریا. در حالی که پایین ترین نقطه در سد وادی کافرین در کنار سطح مخزن آب، با ارتفاع (MBSL) -415 متر زیر سطح دریا قرار دارد (MWI، 1995) [ 6 ].

3. روش ها

در این تحقیق از تابع مدل Arc Map GIS 10.1 DRASTIC برای ارزیابی آسیب پذیری حوضه زیرسطحی AB1 نسبت به آلودگی به طور کلی و احتمال آلودگی آب های زیرزمینی به طور خاص استفاده شده است.

3.1. مدل DRASTIC

هر کاراکتر مخفف DRASTIC به یکی از هفت پارامتر مدل DRASTIC زیر اشاره دارد: عمق به آب، شارژ خالص، رسانه آبخوان، رسانه خاک، توپوگرافی، تأثیر ناحیه وادوس و هدایت هیدرولیکی [ 7 ]. این هفت پارامتر توسط دو شاخص عددی، یکی به رتبه و دیگری به وزن، که معمولاً با استفاده از مدل DRASTIC به دست می‌آیند، ارزیابی می‌شوند. شاخص رتبه‌بندی تأثیر بسیار قابل‌توجهی بر هر پارامتر DRASTIC دارد و مقادیر رتبه‌بندی بسته به تأثیر بر آسیب‌پذیری آبخوان از 1 تا 10 متغیر است. از سوی دیگر، شاخص وزن با مقداری از 1 تا 5 محاسبه می شود که نشان دهنده اهمیت نسبی هر پارامتر DRASTIC است. از معادله خطی (1) برای محاسبه شاخص DRASTIC استفاده می شود.

(1)

که در آن D، R، A، S، T، I و C به ترتیب هفت پارامتر DRASTIC را نشان می دهد. r و w نشان دهنده رتبه و وزن [ 3 ] است.

D عمق آب است، معمولاً عمقی را نشان می دهد که از بالای زمین تا سطح ایستا آب اندازه گیری می شود و شاخص وزن آن نسبتاً 5 است. R شارژ خالص است که مقدار آب را نشان می دهد، از سطح زمین به آب های زیرزمینی نفوذ می کند و شاخص وزن آن نسبتاً 4 است. A محیط آبخوان است که به خواص مواد یک منطقه اشباع معین اشاره دارد، روش های کاهش آلاینده را کنترل می کند و شاخص وزن آن نسبتاً 3 است. S رسانه خاک است که مقدار جریان تغذیه به سمت پایین و وزن آن را کنترل می کند. شاخص نسبتاً دو رتبه بندی شده است. T توپوگرافی است که به شیب سطح زمین اشاره دارد. این امر تعیین می کند که آیا رواناب در سطح زمین باقی بماند یا نه تا امکان نفوذ آلاینده به منطقه اشباع مربوطه فراهم شود. و شاخص وزن آن نسبتاً یک درجه بندی شده است. I تاثیر ناحیه Vadose، ماده ناحیه غیراشباع است، بر “گذر و تضعیف مواد آلوده به ناحیه اشباع” غالب است و شاخص وزن آن نسبتاً 5 است. C رسانایی هیدرولیکی است که به قابلیت آبخوان اجازه عبور آب را می دهد، در نتیجه نرخ انتقال مواد آلاینده از طریق سفره آب زیرزمینی را تعیین می کند و شاخص وزن آن نسبتاً سه [8 ] .

3.2. محاسبه نقشه آسیب پذیری

در این مقاله، شاخص آسیب پذیری DRASTIC از محاسباتی که با استفاده از رابطه (1) انجام می شود، به دست می آید. شاخص آسیب‌پذیری با انتخاب روشی ارائه می‌شود که مکانیسمی را که سفره‌های زیرزمینی در معرض آلاینده‌ها قرار می‌دهند و میزان خطرناک بودن آن در مناطق مختلف زیرحوضه AB1 [ 9 ] را بیان می‌کند.

اساساً، کدهای رنگی مورد استفاده در این مقاله همان رنگ هایی هستند که بین کاربران مدل DRASTIC توافق شده است. شاخص‌هایی که رنگ‌های DRASTIC را ایجاد می‌کنند در فواصل مساوی زیادی دسته‌بندی می‌شوند و هر بازه با رنگ استاندارد (شبه رنگ) که نشان‌دهنده میزان خطر و شدت آن است، مرتبط است. امتیازات آسیب پذیری بسته به سیستم طبقه بندی ArcMap 10.1 مشاهده می شود. نقشه‌های آسیب‌پذیری بسته به فاصله ثابتی از درصد سطح زیرحوضه طبقه‌بندی می‌شوند. مقادیر شاخص آسیب پذیری به 5 دسته زیر دسته بندی می شوند: آسیب پذیری بسیار کم، کم، متوسط، زیاد و شدید. سپس تعداد کل مقادیر برای هر دسته در جدول ویژگی نقشه آسیب پذیری نشان داده شده است. در مورد طبقه‌بندی آسیب‌پذیری، کدهای رنگی به درصد پیکسل‌ها اختصاص داده می‌شوند. رنگ‌های آبی نشان‌دهنده آسیب‌پذیری بسیار کم، رنگ سبز نشان‌دهنده آسیب‌پذیری کم، رنگ‌های زرد نشان‌دهنده آسیب‌پذیری متوسط، رنگ نارنجی نشان‌دهنده آسیب‌پذیری بالا و در نهایت قرمز نشان‌دهنده آسیب‌پذیری شدید است. مزیت رتبه‌بندی و مقایسه رنگ‌ها در نقشه نهایی این است که می‌توانیم وسعت مناطق آسیب‌پذیر را مطالعه کنیم، کاربری اراضی را مورد بازنگری قرار دهیم تا اثرات منفی خطر یا مخاطرات زیست‌محیطی را به حداقل برسانیم.10 ] .

4. نتایج و بحث

نتایج هفت پارامتر مدل DRASTIC نقشه‌های آسیب‌پذیری زیرحوضه AB1 در این بخش ارائه و مورد بحث قرار می‌گیرد.

4.1. عمق آب

به طور کلی عمق سطح ایستا آب در زیرحوضه AB1 کم عمق است (حداکثر 26 متر). همانطور که نقشه در شکل 2 نشان می دهد، از شرق به غرب کاهش می یابد .

با توجه به نقشه شکل 2 ، مناطقی از منطقه مورد مطالعه وجود دارد که پتانسیل بیشتری برای آلوده شدن نشان می دهد. این امتیاز بین 1 تا 9 است در حالی که حداکثر امتیازات در قسمت شمال غربی منطقه زیرحوضه قرار دارد (عمق تا آب 5 متر است).

4.2. شارژ خالص

بارندگی سالانه AB1 به طور کلی کم است (175 میلی متر در سال حداکثر)، کل تغذیه خالص به آبخوان توسط فعالیت زمین و پوشش گیاهی سازماندهی شده است. کمترین میانگین تغذیه در کتار (منطقه مجاور رودخانه اردن) بود. سایر اراضی AB1 به دلیل آب آبیاری از بند کافرین و کانال غور شرقی دارای نرخ تغذیه نسبتاً حداکثری بودند. آبخوان AB1 به طور کلی دارای تغذیه خالص متوسط ​​تا شدید است، با امتیازهای رتبه بندی 8 و 9. زیرحوضه AB1 عمدتا از یک تشکیل آبرفت و شن تشکیل شده است (امتیاز رتبه: 8). نقشه شارژ خالص در شکل 3 نشان داده شده است .

شکل 2 . نقشه رتبه بندی عمق آب

شکل 3 . نقشه شارژ خالص.

4.3. رسانه آبخوان

سازند لیسان، آبرفت و رودخانه، همراه با سنگ آهک، چیزی است که اکثر زیرحوضه AB1 را تشکیل می دهد و امتیاز بالایی را کسب کرده است (8). نقشه رسانه آبخوان در شکل 4 نشان داده شده است .

4.4. رسانه خاک

محیط خاک معمولاً پویا است. خاک اریدیک/آستیک و زریک انواع عمده در زیربنای AB1 هستند. انواع خاک بر اساس میزان نفوذپذیری آنها تعیین شد. امتیاز 9 به ماسه سنگی عمیق بریده شده در ماسه سنگ کورنوب اختصاص داده شد، در حالی که حداقل امتیاز (4) به خاک زهر در نزدیکی رودخانه اردن اختصاص یافت. نقشه محیط خاک در شکل 5 نشان داده شده است .

شکل 4 . نقشه رتبه بندی رسانه آبخوان.

شکل 5 . نقشه رتبه بندی رسانه خاک.

4.5. توپوگرافی

توپوگرافی یک شیب درجه بندی شده را در کل منطقه AB1 نشان می دهد که به آن امتیازات درجه بندی DRASTIC از 1 تا 10 اختصاص داده شده است. شیب شیب از شرق به غرب زیرحوضه AB1 که با دشت دره اردن مرتبط است افزایش می یابد. نقشه رتبه بندی توپوگرافی در شکل 6 نشان داده شده است .

4.6. تاثیر Vadose

آبرفت و شن امتیاز بالا (8) و ماسه سنگ و ماسه نمره متوسط ​​6 را به خود اختصاص دادند. کمترین امتیاز برای سیلتستون و شیست 2 بود. تاثیر نقشه vadose در شکل 7 نشان داده شده است .

4.7. هدایت هیدرولیک

منطقه مورد مطالعه با مقادیر متوسط ​​برای هدایت هیدرولیکی مشخص می شود. بنابراین، حداکثر امتیاز اختصاص داده شده امتیاز 8 بود. منطقه جنوب غربی زیرحوضه AB1 دارای رتبه هدایت هیدرولیکی پایین تری است.

شکل 6 . نقشه رتبه بندی توپوگرافی

شکل 7 . تاثیر نقشه vadose.

با مقادیر از 3 تا 4. نقشه هدایت هیدرولیکی در شکل 8 نشان داده شده است .

4.8. نقشه آسیب پذیری نهایی

نقشه آسیب‌پذیری نهایی مقادیر زیادی (رنگ قرمز) را در قسمت میانی ارتفاعات زیرحوضه AB1 نشان می‌دهد، اما منطقه شرقی با آسیب‌پذیری متوسط ​​(زرد) توصیف شده است، به شکل 9 مراجعه کنید.. این الگو عمدتاً به دلیل تغییر در عمق استاتیک سطح آب از شرق به غرب است. بخش جنوبی منطقه مورد مطالعه آسیب پذیری کمی را نشان می دهد. این به دلیل مخلوطی از سطح ایستا عمیق سطح آب، تخلخل کم لایه وادوزی، تنوع محیط لایه آب زیرزمینی و توپوگرافی شیب دار است. پنج دسته آسیب پذیری در ناحیه AB1 ارائه شده است. کمترین آسیب پذیری 48 درصد از AB1 از نظر کشاورزی اهمیت کمتری دارد. نقشه آسیب‌پذیری نهایی نشان می‌دهد که نواحی میانی و شرقی زیرحوضه AB1 در معرض خطر بالای آلودگی قرار دارند. مناطق غربی آسیب پذیرتر سفره زیرزمینی به دلیل خطر آلودگی بالای مربوط به تولید میوه و سبزیجات در معرض خطر آلودگی بیشتری قرار دارند. به طور کلی، بیشتر زمین های آبی زیرحوضه AB1 آسیب پذیری بالا تا شدید را نشان می دهند.

از جدول 1 ، می بینیم که طبقه آسیب پذیری بسیار کم حدود 10.33 کیلومتر مربع از کل مساحت را تشکیل می دهد، در حالی که مناطق با آسیب پذیری متوسط ​​و بالا در مجموع حدود 68 کیلومتر مربع است ، این بدان معنی است که بیشتر زیرحوضه AB1 است.

شکل 8 . نقشه هدایت هیدرولیکی

شکل 9 . نقشه آسیب پذیری

جدول 1 . درصد هر کلاس آسیب پذیری از جدول ویژگی نقشه آسیب پذیری به دست آمده است.

در برابر آلودگی از منابع متعدد آسیب پذیر است.

5. نتیجه گیری

حوضه زیرسطحی عطاالله م. الشطنوی، رباح الشبول، بدر م. الفواز، وفا الشرافت، رفعت م. بنی خلف (AB1) با استفاده از محاسبات شطرنجی و مدل DRASTIC برای نقشه های تصویربرداری مورد ارزیابی و ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی آسیب‌پذیری در زیرحوضه AB1 در وسط دره جردن با استفاده از شاخص مدل تجربی انجام شد. وضعیت هیدروژئولوژیکی زیرحوضه AB1 بر اساس هفت عامل مدل DRASTIC ارائه شده است که عبارتند از: عمق به آب، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، تاثیر زون وادوزی و رسانایی هیدرولیکی. هفت متغیر با استفاده از نقشه های مختلف و تابع GIS ایجاد و طبقه بندی و کدگذاری شدند. آنها با دو شاخص عددی، یکی به رتبه و دیگری به وزن ارزیابی شدند. متغیرهای آسیب پذیری بسته به یک فاصله ثابت از درصد منطقه مشخص شدند. آرگومان های شاخص آسیب پذیری در 5 دسته آسیب پذیری بسیار کم، کم، متوسط، زیاد و شدید دسته بندی شدند. کدهای رنگی به درصد پیکسل هایی اختصاص داده می شوند که رنگ های آبی نشان دهنده آسیب پذیری بسیار کم، رنگ سبز نشان دهنده آسیب پذیری کم، رنگ های زرد نشان دهنده آسیب پذیری متوسط، رنگ نارنجی نشان دهنده آسیب پذیری بالا و در نهایت قرمز نشان دهنده آسیب پذیری شدید است. این مقاله نتیجه می‌گیرد که سطح زیرسطحی ABI توسط کلاس‌های آسیب‌پذیری بالا طبقه‌بندی می‌شود در حالی که بخش‌های میانی و غربی توسط کلاس‌های آسیب‌پذیری بالا تا شدید طبقه‌بندی می‌شوند. بخش جنوبی AB1 آسیب پذیری کم آبخوان را نشان می دهد. نقشه آسیب پذیری نشان دهنده خطر بالای متحمل شدن بخش های میانی و غربی زیرحوضه AB1 به دلیل احتمال بالای آلودگی کشت فشرده میوه و سبزیجات است. در زیرحوضه AB1، استفاده از زمین و فعالیت های کشاورزی به نظر می رسد پیش بینی خوبی برای آلودگی آب های زیرزمینی توسط NO باشد.3 و برخی آفت کش های آلی فسفر.

منابع

  1. Ckakraborty، S.، Paul، PK و Sikdar، PK (2007) ارزیابی آسیب پذیری آبخوان به آلودگی آرسنیک با استفاده از DRASTIC و GIS دشت بنگال شمالی: مطالعه موردی بلوک انگلیسی بازار، ناحیه مالدا، بنگال غربی، هند. مجله هیدرولوژی فضایی، 7، 101-121.  [زمان(های استناد): 1]
  2. Ettazarini، S. (2006) نقشه برداری خطر آلودگی آب های زیرزمینی برای آبخوان ائوسن حوضه Oum Er-Rabia، مراکش. زمین شناسی محیطی، 51، 341-347. https://dx.doi.org/10.1007/s00254-006-0330-1  [زمان(های استناد): 1]
  3. Babiker، IS، Mohamed، MA، Hiyama، T. and Kato، K. (2005) یک مدل DRASTIC مبتنی بر GIS برای ارزیابی آسیب پذیری آبخوان در ارتفاعات Kakamigahara، استان گیفو، ژاپن مرکزی. Science of the Total Environment, 345, 127- 140. https://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.11.005  [زمان(های استناد): 3]
  4. لیلسند، TM، کیفر، RW و چیپمن، JW (2004) سنجش از دور و تفسیر تصویر. نسخه پنجم، جان وایلی و پسران، هوبوکن.  [زمان(های استناد): 1]
  5. مرکز جغرافیایی سلطنتی (2005) نقشه توپوگرافی.  [زمان(های استناد): 1]
  6. Wu, Y., Wang, W., Toll, M., Alkhoury, W., Sauter, M. and Kolditz, O. (2011) توسعه یک مدل آب زیرزمینی سه بعدی بر اساس داده های کمیاب: حوضه آبریز WadiKafrein / اردن. Environmental Earth Sciences, 64, 771-785. https://dx.doi.org/10.1007/s12665-010-0898-3  [زمان(های استناد): 1]
  7. Aller, L., Lehr, JH, Petty, R. and Bennett, T. (1987) DRASTIC: یک سیستم استاندارد شده برای ارزیابی پتانسیل آلودگی آب زیرزمینی با استفاده از تنظیمات Hydrugedlugic. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده EPA/600/2-87-035، 622 p.  [زمان(های استناد): 1]
  8. Shirazi, SM, Imran, HM and Akib, S. (2012) روش DRASTIC مبتنی بر GIS برای ارزیابی آسیب پذیری آب های زیرزمینی: مروری. مجله تحقیقات ریسک، 15، 991-1011. https://dx.doi.org/10.1080/13669877.2012.686053  [زمان(های استناد): 1]
  9. Samake, M., Tang, Z., Hlaing, W., Innocent, NDOH, Kasereka, K. and Balogun, WO (2011) ارزیابی آسیب پذیری آب زیرزمینی در آبخوان کم عمق در حوضه Linfen، استان شانشی، چین با استفاده از مدل DRASTIC. مجله توسعه پایدار، 4، ص. 53. https://dx.doi.org/10.5539/jsd.v4n1p53  [زمان(های استناد): 1]
  10. El Hanini, A., Added, A. and Abdeljaoued, S. (2013) یک مدل DRASTIC مبتنی بر GIS برای ارزیابی آبخوان Phreatic Bekalta (ساحل تونس). مجله نظام اطلاعات جغرافیایی، 5، 242-247. https://dx.doi.org/10.4236/jgis.2013.53023  [زمان(های استناد): 1]

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید