استفاده از ارتفاع رودخانه تعیین شده از یک DEM SRTM برای تخمین سطح آب زیرزمینی حوزه های آبخیز توکوه و موتیریکوی در زیمبابوه

منابع آب زیرزمینی بیشتر منابع آب خانگی در روستاهای زیمبابوه را تامین می کند و از کاهش فقر از طریق تسهیلات آبیاری حمایت می کند. اکثر برنامه های کشاورزی و زیست محیطی به تحلیل عمق سطح آب به عنوان ورودی در طراحی بهترین استراتژی های مدیریتی نیاز دارند. اندازه گیری مستقیم سطح آب زیرزمینی در زیمبابوه به دلیل هزینه های بالا و تخصص محدود انسانی وجود دارد. هدف از این مطالعه اثبات این مفهوم است که ارتفاع رودخانه‌ها که توسط یک مدل ارتفاعی دیجیتالی SRTM تعیین می‌شود، می‌تواند برای تخمین سطح آب زیرزمینی در بخش‌هایی از حوضه‌های زیرحوضه Mutirikwi و Runde در جنوب زیمبابوه استفاده شود. این مطالعه همچنین سطوح آب زیرزمینی منطقه را که با ارتفاع رودخانه از مدل ارتفاعی دیجیتال تعیین می‌شود، نقشه‌برداری می‌کند. ابتدا سطح آب زیرزمینی برای 9 گمانه اندازه گیری می شود. ثانیاً ارتفاع بستر رودخانه نزدیکترین به هر محل گمانه از یک مدل ارتفاعی دیجیتال استخراج شده است. در نهایت از ضریب همبستگی اسپیرمن برای تعیین ماهیت و قدرت رابطه بین دو متغیر استفاده شده است. همچنین برای به دست آوردن معادله پیش بینی رابطه و ضریب تعیین آن از تحلیل رگرسیون خطی استفاده شد. پس از برقراری رابطه بین آب های زیرزمینی و ارتفاع رودخانه، 9 نقطه تصادفی جدید از ارتفاع رودخانه در سراسر منطقه مورد مطالعه ایجاد می شود که با استفاده از درون یابی کریجینگ برای نشان دادن ارتفاع تخمینی ارتفاع رودخانه درون یابی شده است. ارتفاع آب های زیرزمینی سپس با اجرای معادله پیش بینی Y = 0.8736 * X + 0.852 به دست آمده از تجزیه و تحلیل رگرسیون تعیین می شود. عمق سطح آب زیرزمینی منطقه با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست می‌آید. نتایج نشان دهنده مثبت قوی و معنی دار آماری (ρ = 0.000، α = 0.01) ضریب همبستگی 0.971 بین سطح آب زیرزمینی اندازه گیری شده و ارتفاع رودخانه ها. مدل رگرسیون ضریب تعیین (r2) 0.975 را نشان می دهد. بنابراین تحقیق مشخص می‌کند که ارتفاع رودخانه‌ها و استفاده از زمین‌آمار می‌تواند برآوردهای فیزیکی قابل قبولی از سطح آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه ایجاد کند.   

کلید واژه ها

SRTM DEM ، سطح آب زیرزمینی ، درون یابی کریجینگ ، ارتفاع رودخانه

1. مقدمه

آب های زیرزمینی منبع اصلی آب آشامیدنی در سراسر جهان هستند و نقش حیاتی در حفظ ارزش اکولوژیکی بسیاری از مناطق ایفا می کنند [ 1 ]. این بخش بیشتر آب خانگی را در روستاهای زیمبابوه تامین می کند و از کاهش فقر از طریق آبیاری حمایت می کند [ 2 ]. این می تواند یک بافر بالقوه برای حمایت از استراتژی های سازگاری با تغییرات محیطی فراهم کند که بزرگترین مزیت آن قابلیت اطمینان است زیرا منابع ثابت را می توان در دوره هایی با بارندگی کم یا بدون بارندگی حفظ کرد و به یکنواخت کردن تنوع هواشناسی کمک کرد [ 3 ]. ذخیره آب زیرزمینی به دلیل ذخیره طبیعی آب از بسیاری جهات بهتر از آن چیزی است که می توان از طریق ساخت آب های سطحی به دست آورد [ 4 ]] . ارزیابی آب های زیرزمینی معمولاً از طریق چاه های استخراج و گمانه انجام می شود.

اکثر برنامه های کشاورزی و زیست محیطی به تجزیه و تحلیل عمق سطح آب به عنوان ورودی در طراحی بهترین استراتژی های مدیریتی نیاز دارند [ 5 ]. نمونه های گمانه معمولاً از بین 15 تا 20 نمونه جداگانه برای مساحت 12 تا 20 هکتار تشکیل می شود. در کاربردهای خاصی مانند کشاورزی دقیق، توصیه ها به یک نمونه عمق سطح ایستابی در هکتار نیاز دارند [ 6 ]. از این رو، یک مشکل رایج مرتبط با مدیریت آب های زیرزمینی، به ویژه در کشورهای با محدودیت منابع، تراکم محدود و کم شبکه های ابزار دقیق آب زیرزمینی است [ 7 ]. اینها هم هزینه و هم مدیریت فشرده هستند [ 8] اما نمی توانند اطلاعات تنظیمات محلی را با جزئیات کافی نشان دهند. این امر در نتیجه مدیریت منابع آب زیرزمینی ویژه زمینه [ 9 ] را مختل می کند و ارزیابی و مدیریت مؤثر منبع را محدود می کند. سایر روش‌های به‌دست‌آوردن عمق سطح آب شامل پرواز، تجزیه و تحلیل با استفاده از مقاومت‌سنج‌ها یا سوراخ‌های ناحیه مورد مطالعه است [ 5 ]. این روش‌های تشخیصی بر اساس تحقیقات گسترده و تعداد زیادی از آزمایش‌هایی که از زمان تأسیس آن‌ها انجام شده است، در واقع قابل اعتماد هستند [ 10 ]] اما گران هستند و زمان زیادی را در مرحله تجزیه و تحلیل شامل می شوند. در این راستا، نیاز به توسعه روش‌های ارزان‌تری برای پایش آب‌های زیرزمینی وجود دارد که دقت معقولی داشته باشند، در زمان تجزیه و تحلیل صرفه‌جویی کنند و در عین حال مناطق کوچک‌تری را پوشش دهند.

ارتفاع سنجی سنجش از دور می تواند یک روش جایگزین و بهبود یافته برای تعیین عمق سطح آب با هزینه نسبتا کم ارائه دهد [ 5 ]. در چند سال اخیر، پروژه‌های سنجش از دور مختلف با توسعه روش‌های تحلیل زمان‌بر کمتر، این امکان را فراهم می‌کنند [ 11 ] [ 12 ]. سنجش از دور زمینی (ژئوفیزیک) معمولاً گران‌تر از سنجش از دور فضا و هوابرد است، اما هنوز دقیق‌تر و ارزان‌تر از روش‌های تهاجمی مانند حفاری گمانه است [ 7 ]. با این حال، اگرچه سنجش از دور یک ارائه دهنده داده های اقتصادی با یک دید جهانی است، متاسفانه نسبت به اندازه گیری های درجا دقت کمتری دارد، بنابراین نیاز به کالیبراسیون دارد.

اندازه‌گیری‌های مستقیم محدودی از سطح آب‌های زیرزمینی در زیمبابوه با وجود پتانسیل و اهمیت آن وجود دارد [ 13] . این عمدتا به دلیل هزینه بالای حفاری چاه ها برای مشاهده مستقیم و تخصص محدود مورد نیاز ایستگاه های نظارت بر آب زیرزمینی است. همچنین تا به امروز هیچ تحقیقی انجام نشده است که سعی کند سطح آب زیرزمینی را با استفاده از یک مدل رقومی ارتفاعی مشتق شده از سنجش از دور تعیین کند یا خیر. بنابراین هدف این مطالعه اثبات این مفهوم است که ارتفاع رودخانه‌ها که توسط یک مدل ارتفاعی دیجیتال 30 متر * 30 متر SRTM تعیین می‌شود، می‌تواند برای تعیین سطح آب زیرزمینی در بخش‌هایی از حوضه‌های موتیریکوی و رونده در جنوب زیمبابوه استفاده شود. این روش نه تنها ارزانتر است بلکه باعث صرفه جویی در زمان می شود و کل کشور را پوشش می دهد. این مطالعه بر این فرض استوار است که ارتفاع رودخانه ها نقاطی را فراهم می کند که از آنجا می توان سطح آب زیرزمینی را به راحتی تعیین کرد. بنابراین ما فرض می‌کنیم که می‌توانیم تابعی را ایجاد کنیم که سطوح آب زیرزمینی را به ارتفاع مرتبط می‌کند و سپس می‌توان آن را تعمیم داد تا سطحی پیوسته از آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه ارائه شود. بنابراین، این تحقیق همچنین با هدف نقشه برداری از سطوح آب زیرزمینی که توسط مدل رقومی ارتفاعی منطقه مورد مطالعه تعیین می شود، انجام می شود.

2. روش ها و مواد

2.1. منطقه مطالعه

منطقه مورد مطالعه فضایی به ابعاد 12.5 کیلومتر * 7.5 کیلومتر است که در محدوده یا حوضه آبریز زیرحوضه های توکوه و موتیریکوی قرار دارد که همگی در حوضه روده هستند. این منطقه بین مختصات جغرافیایی 300 52’31.6″E، 200 23’12″S و 300 59’59.56″E، 200 19’20.3″E واقع شده است که در حدود 40 کیلومتری جنوب شهر ماسوینگو قرار دارد و مساحتی بالغ بر 93 کیلومتر را پوشش می دهد. ² . شکل 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد.

این منطقه تحت سلطه کشاورزی نیمه معیشتی با سیستم مالکیت زمین اشتراکی است. این مکان در منطقه طبیعی زراعی-اکولوژیک 4 است که دارای آب و هوای نیمه خشک با سه فصل متمایز است. فصل ها عبارتند از: نوامبر تا آوریل (گرم و مرطوب)، خنک و خشک (مه تا اواسط اوت) و گرم و خشک بین (اواسط مرداد تا اکتبر). میزان بارندگی سالانه بین 400 – 800 میلی‌متر است و سطوح تبخیر و تعرق بالقوه روزانه (PET) بالا است و بین 2 تا 8 میلی‌متر متغیر است [ 14 ]. این یک PET تجمعی برای فصل رشد 600 – 900 میلی‌متر را به دست می‌دهد که محدودیت آب اضافی را برای تغذیه سفره‌ها و رودخانه‌ها توضیح می‌دهد. میانگین حداکثر دمای روزانه بین 21 درجه سانتیگراد ژوئن تا 29 درجه سانتیگراد در ماه اکتبر است. علاوه بر این میانگین حداقل دمای روزانه بین 5 درجه سانتیگراد ژوئیه و 17 درجه سانتیگراد در ژانویه است [ 15 ].

منطقه تحت سلطه ساوانای تخریب شده و دارای خاکهای لومی شنی بافت درشت است. Brachystegia spiciformis و Julbernardia globiflora گونه های معمول جنگلی هستند در حالی که به عنوان Dichrostachys cineria و Lantara camara بر زمین های بوته ای تسلط دارند. Hyparrhenia filipendula و hyparrhelia dissolute گونه های معمولی چمن هستند [ 15 ].

2.2. مواد و روش ها

ارتباط سطح آب زیرزمینی با ارتفاع

قبل از تخمین سطح آب زیرزمینی با استفاده از مدل رقومی ارتفاع، اثبات مفهوم (POC) این فرضیه انجام شد. اثبات مفهوم، اثباتی است برای تأیید اینکه مفاهیم یا نظریه‌های خاصی پتانسیل کاربرد در دنیای واقعی را دارند. این یک تمرین کوچک برای آزمایش یک ایده یا فرض طراحی گسسته است. برای آزمایش اینکه آیا می توان از یک مدل ارتفاع رقومی و ارتفاع حاصل از رودخانه ها برای تخمین سطح آب زیرزمینی استفاده کرد یا خیر، از ماموریت توپوگرافی رادار شاتل 30 متر * 30 متر (SRTM) DEM و سطوح گمانه مشاهده شده استفاده شد.

از مدل رقومی ارتفاع (DEM) منطقه مورد مطالعه برای به دست آوردن ارتفاع رودخانه ها با پوشش لایه های برداری رودخانه ها بر روی DEM در نرم افزار ILWIS GIS استفاده شد. منطقه مورد مطالعه دارای 9 گمانه قابل دسترس و چاه عمیق است که همگی عمق آنها تا آب های زیرزمینی اندازه گیری شده است. این واقعیت که سطح آب زیرزمینی در نوسان است به این معنی است که زمان اندازه گیری سطوح گمانه بسیار مهم است. ماه جولای به این دلیل انتخاب شد که تغذیه آب های زیرزمینی از طریق بارندگی انجام نخواهد شد. ارتفاع بستر رودخانه نزدیکترین به هر سایت گمانه از DEM استخراج شد. سپس جفت اندازه‌گیری‌ها یعنی ارتفاع رودخانه و سطح آب زیرزمینی با استفاده از ضریب همبستگی اسپیرمن (rho) به منظور تعیین ماهیت و قدرت رابطه بین دو متغیر همبستگی شدند. ضریب همبستگی اسپیرمن (rho) به دلیل قوی‌تر بودن آن هنگام استفاده برای تجزیه و تحلیل داده‌های غیر پارامتری و همچنین به دلیل یکنواخت بودن داده‌ها استفاده شد. این ارزیابی می کند که متغیرها یا رتبه بندی ها چقدر به هم مرتبط هستند. این کار با SPSS انجام شد و همبستگی‌ها برای معنی‌داری آماری (05/0 = α) آزمایش شدند تا ارزیابی شود که آیا مشاهدات یک الگوی واقعی را منعکس می‌کنند یا صرفاً به‌صورت تصادفی رخ داده‌اند.

رفتار هیدرولوژیکی سپس برای بدست آوردن معادله پیش بینی آب زیرزمینی از ارتفاع رودخانه و ضریب تعیین آن، تحلیل رگرسیون خطی انجام شد.

اعتبارسنجی مدل

به منظور دستیابی به ارتفاع رودخانه ها که سپس برای تخمین سطح آب زیرزمینی استفاده می شود، 9 نقطه تصادفی جدید در امتداد بستر رودخانه در سراسر منطقه مورد مطالعه با استفاده از ابزار تصادفی DNR در ArcView GIS و ارتفاع استخراج شده از SRTM DEM ایجاد شد. از آنجایی که به دلیل محدودیت های عملی به دست آوردن مقادیر جامع داده ها در هر نقطه مورد نظر غیرممکن است، درون یابی برای نقشه برداری، تجزیه و تحلیل و درک داده های مکانی مهم و اساسی است. درون یابی کریجینگ معمولی در این نقاط انجام شد. تابع کریجینگ معمولی یک روش درون یابی نقطه ای است که در آن تخمین ها با مقادیر میانگین وزنی نقطه ورودی محاسبه می شوند، به گونه ای که خطای تخمین را در هر پیکسل خروجی به حداقل می رساند. بنابراین مقادیر تخمینی یا پیش بینی شده ترکیبی خطی از مقادیر ورودی هستند و دارای حداقل خطای تخمینی هستند. تابع کریجینگ معمولی از الگوریتم فاصله معکوس استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که نقاط نزدیک به یک پیکسل خروجی وزن بیشتری نسبت به نقاط دورتر از آن دارند. نتیجه نقشه شطرنجی است که ارتفاع تخمینی سطح رودخانه و نقشه خطای خروجی را با خطاهای استاندارد برآوردها نشان می دهد. سپس نقشه ارتفاع خروجی رودخانه ها از طریق معادله Y = 0.8736 * X + 08.52 به نقشه آب زیرزمینی تبدیل شد که تابع رابطه حاصل از تحلیل رگرسیون است. عمق تا سطح آب زیرزمینی هر پیکسل با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست آمد. تابع کریجینگ معمولی از الگوریتم فاصله معکوس استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که نقاط نزدیک به یک پیکسل خروجی وزن بیشتری نسبت به نقاط دورتر از آن دارند. نتیجه نقشه شطرنجی است که ارتفاع تخمینی سطح رودخانه و نقشه خطای خروجی را با خطاهای استاندارد برآوردها نشان می دهد. سپس نقشه ارتفاع خروجی رودخانه ها از طریق معادله Y = 0.8736 * X + 08.52 به نقشه آب زیرزمینی تبدیل شد که تابع رابطه حاصل از تحلیل رگرسیون است. عمق تا سطح آب زیرزمینی هر پیکسل با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست آمد. تابع کریجینگ معمولی از الگوریتم فاصله معکوس استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که نقاط نزدیک به یک پیکسل خروجی وزن بیشتری نسبت به نقاط دورتر از آن دارند. نتیجه نقشه شطرنجی است که ارتفاع تخمینی سطح رودخانه و نقشه خطای خروجی را با خطاهای استاندارد برآوردها نشان می دهد. سپس نقشه ارتفاع خروجی رودخانه ها از طریق معادله Y = 0.8736 * X + 08.52 به نقشه آب زیرزمینی تبدیل شد که تابع رابطه حاصل از تحلیل رگرسیون است. عمق تا سطح آب زیرزمینی هر پیکسل با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست آمد. سپس نقشه ارتفاع خروجی رودخانه ها از طریق معادله Y = 0.8736 * X + 08.52 به نقشه آب زیرزمینی تبدیل شد که تابع رابطه حاصل از تحلیل رگرسیون است. عمق تا سطح آب زیرزمینی هر پیکسل با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست آمد. سپس نقشه ارتفاع خروجی رودخانه ها از طریق معادله Y = 0.8736 * X + 08.52 به نقشه آب زیرزمینی تبدیل شد که تابع رابطه حاصل از تحلیل رگرسیون است. عمق تا سطح آب زیرزمینی هر پیکسل با کم کردن ارتفاع آب زیرزمینی تعیین شده از SRTM DEM به دست آمد.

نتایج با مقایسه تفاوت‌های ارتفاعی در هر نقطه بین ارتفاع واقعی رودخانه SRTM DEM و ارتفاع آب زیرزمینی تعیین‌شده با استفاده از مجموعه جدیدی از نقاط به‌طور تصادفی انتخاب شده در امتداد رودخانه‌ها در سراسر منطقه مورد مطالعه تأیید شد.

3. نتایج

شکل 2 مقایسه ارتفاع رودخانه ها و سطح آب زیرزمینی را در محل های نمونه برداری انتخاب شده نشان می دهد. در بیشتر موارد بسته به رودخانه، سطح آب زیرزمینی در برخی موارد تا 20 متر بالاتر از ارتفاع رودخانه مشاهده می شود، به عنوان مثال در سایت نمونه رودخانه چشانگا 1. با این حال، در برخی موارد مانند سایت نمونه رودخانه موپودزی. 1، ارتفاع رودخانه و سطح آب زیرزمینی برابر است.

به عنوان اثبات مفهومی برای تعیین اینکه آیا ارتفاع رودخانه می‌تواند برای پیش‌بینی سطح آب‌های زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه استفاده شود، تجزیه و تحلیل ضریب همبستگی اسپیرمن (rho) برای همه نه سایت نمونه‌برداری شده اجرا شد. در هر سایت نمونه، ارتفاع آب زیرزمینی با ارتفاع نزدیک‌ترین بستر رودخانه در ارتباط بود. نتایج نشان می دهد که ضریب همبستگی مثبت بسیار قوی 971/0 بین سطح آب زیرزمینی اندازه گیری شده و ارتفاع رودخانه ها وجود دارد. این همبستگی ها نیز از نظر آماری معنی دار تعیین شد (000/0 = ρ، 01/0 = α).

برای آزمون قدرت پیش بینی مدل تعیین شده، تحلیل رگرسیون انجام شد. شکل 3 توزیع و رابطه بین ارتفاع رودخانه و سطح آب زیرزمینی اندازه گیری شده در 9 محل نمونه برداری را نشان می دهد. مدل رگرسیون ضریب تعیین (r ² ) 0.975 را نشان می دهد که به این معنی است که در بیش از 97 درصد موارد می توان از تغییرات ارتفاع رودخانه برای توضیح تغییرات سطح آب زیرزمینی استفاده کرد. بنابراین در منطقه مورد مطالعه می توان از ارتفاع رودخانه ها برای تخمین سطح آب زیرزمینی استفاده کرد.

شکل 4 سطوح تخمینی آب زیرزمینی را نشان می دهد که با استفاده از ارتفاع رودخانه ها به طور تصادفی از یک مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM 30 * 30 (DEM) به دست آمده است. 9 نقطه به طور تصادفی انتخاب شده برای تعیین سطح آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه در شکل 4 نشان داده شده است. ارتفاع آب های زیرزمینی در محدوده 799 متر تا 1154 متر در منطقه مورد مطالعه نشان داده شده است. شکل 4 نشان می دهد که قسمت های شمال غربی منطقه مورد مطالعه بیشترین ارتفاع از سطح آب های زیرزمینی را دارند در حالی که قسمت های شرقی کمترین ارتفاع را دارند.

شکل 5 عمق برآورد شده تا سطح آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد. عمق تا سطح آب زیرزمینی در نقاط مختلف منطقه مورد مطالعه از 3 تا 50 متر متغیر است. در اغلب موارد مناطقی که پست هستند دارای حداقل مقادیر عمق آب زیرزمینی هستند.

مقایسه و اعتبار سنجی

جدول 1 تفاوت های مشاهده شده در متر را بین ارتفاع واقعی رودخانه SRTM DEM و سطح آب زیرزمینی تعیین شده در شکل 4 نشان می دهد. تفاوت‌های مشاهده‌شده از 11- تا 14 متر اینچ متغیر است

جاهای مختلف. از این رو خطاها در مدل پیش بینی ذاتی هستند و باید در فرآیند تحلیل توجه و کمی سازی شوند. خطای استاندارد تخمین ها نشان می دهد که مدل یک پیش بینی کننده قابل توجه است.

9 نقطه کنترل تصادفی دیگر متفاوت از موارد مورد استفاده برای کالیبراسیون مدل در امتداد رودخانه‌ها در سراسر منطقه مورد مطالعه ایجاد شد. سپس ارتفاع رودخانه در هر نقطه تصادفی با ارتفاع سطح ایستابی مجاور به دست آمده در شکل 4 مقایسه شد تا نحوه مقایسه آنها مشاهده شود، شکل 6 مقایسه را نشان می دهد.

شکل 6 تأیید می کند که الگوی ارتفاع رودخانه و سطح آب های زیرزمینی تعیین شده مطابقت نزدیکی وجود دارد که در برخی نقاط آب های زیرزمینی بالاتر از ارتفاع رودخانه و برخی مکان ها آن را در زیر سطح رودخانه نشان می دهد. همه اینها نشان می دهد که هنوز رابطه نزدیکی بین ارتفاع رودخانه و سطح آب زیرزمینی وجود دارد.

4. بحث و نتیجه گیری

روش تعیین سطح آب زیرزمینی از DEM ثابت کرده است که روشی بسیار ارزان و آسان برای فهرست‌بندی و نقشه‌برداری سطوح آب زیرزمینی برای اهداف مدیریتی است. اکثر تحقیقات انجام شده بر روی نقشه برداری از آب های زیرزمینی در زیمبابوه نشان می دهد که تقریباً کمبود کامل سطح آب زیرزمینی طولانی مدت وجود دارد.

نظارت [ 4 ] یا نظارت تصادفی، ناسازگار بوده و در مناطقی انجام شده است که ارزش اقتصادی زیادی دارد [ 16 ] اما داده ها برای تسهیل نقشه برداری دقیق کافی نیست. بنابراین، روش مورد استفاده در این مطالعه را می توان به طور منطقی و سریع تخمین زد سطوح آب زیرزمینی یک منطقه برای تسهیل مدیریت منابع آب.

نقشه برداری آب های زیرزمینی یکی از ابزارهای اصلی توسعه و برنامه ریزی سیستماتیک و کنترل شده منابع آب زیرزمینی است. این نقشه ها می تواند توسط مهندسان، برنامه ریزان و تصمیم گیرندگان به منظور تخصیص، توسعه و مدیریت آب های زیرزمینی در چارچوب سیاست ملی آب مورد استفاده قرار گیرد [ 7 ].

یک رویکرد جدید به نام هیدرولوژی توپوگرافی برای تخمین سطح و جریان آب زیرزمینی با استفاده از اطلاعات توپوگرافی مانند DEMs [ 5 ] [ 17 ] ایجاد شده است. استفاده از این رویکرد همراه با سنجش از دور و روش‌های زمین‌آماری مانند درون‌یابی کریجینگ برای تخمین سطح آب‌های زیرزمینی عمدتاً با استفاده از ثبت‌های محدود داده‌های چاه در طول زمان انجام شده است و ثابت شده است که یک رویکرد مؤثر و عملی است [ 7 ] [ 16 ] [ 18 ].] . به همین ترتیب در این تحقیق در برآورد و ترسیم سطح آب زیرزمینی مناطق مورد مطالعه موثر بوده است. با این حال، اشتباهات ناگزیر از طریق فرآیند درون یابی معرفی می شوند، بنابراین داده ها باید هر بار اعتبار سنجی شوند. این روش ها مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین چگونگی افزایش دقت داده های به دست آمده به یک مسئله فوری برای تخمین سطح آب زیرزمینی تبدیل شده است [ 7 ] [ 17 ].

در نتیجه، یک اثبات مفهوم برای تعیین اینکه آیا ارتفاع رودخانه‌ها که از یک SRTM DEM به دست می‌آید می‌تواند برای تخمین سطح آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه استفاده شود، توسعه داده شد. مشخص شد که آب های زیرزمینی با ارتفاع رودخانه های مجاور همبستگی قوی و مثبت دارند. این تحقیق به بررسی تنوع فضایی عمق آب زیرزمینی که توسط نمونه‌ای از ارتفاع رودخانه‌ها تعیین می‌شود، ادامه یافت. کریجینگ معمولی در فرآیند درونیابی و تهیه نقشه آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. بنابراین این تحقیق مشخص کرد که ارتفاع رودخانه ها و استفاده از زمین آمار می تواند برآوردهای فیزیکی قابل قبولی از سطح آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه ایجاد کند که می تواند برای برنامه ریزی منابع آب مورد استفاده قرار گیرد. با این حال،

منابع

[ 1 ]	پانل بین دولتی در مورد تغییرات آب و هوا (2007) تغییرات آب و هوا 2007: پایه علوم فیزیکی، مشارکت گروه کاری I در ارزیابی چهارم. در: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, KB, Tiignor, M. and Miller, HL, Eds., Report of IPCC, Cambridge Univ . مطبوعات، کمبریج، 87-117.
[ 2 ]	ZINWA (2015) کاهش کمبود آب با استفاده از آب های زیرزمینی. https://www.zinwa.co.zw/alleviating-water-shortage-using-groundwater
[ 3 ]	سازمان زمین شناسی بریتانیا (BGS) (2011) انعطاف پذیری آب های زیرزمینی در برابر تغییرات آب و هوایی در آفریقا، سازمان زمین شناسی بریتانیا 2011، کی ورث، ناتینگهام. https://www.bgs.ac.uk/gwresilience
[ 4 ]	Chikodzi, D. and Mutowo, G. (2014) مدلسازی فضایی پتانسیل آب های زیرزمینی در زیمبابوه با استفاده از تکنیک های سیستم های اطلاعات جغرافیایی. مجله بین المللی آب، 8، 422-434. https://dx.doi.org/10.1504/IJW.2014.065796
[ 5 ]	Caselles, E., Pitarch, C. and Caselles, V. (2014) برآورد عمق جدول آب جزیره ناحیه کالاراسی (رومانی) در رودخانه دانوب با استفاده از داده های ASTER/DEM. مجله اروپایی سنجش از دور، 47، 169-180.
[ 6 ]	برنامه ارزیابی آب جهانی سازمان ملل متحد (2006) گزارش توسعه جهانی آب سازمان ملل متحد 3: آب در جهان در حال تغییر. یونسکو، فرانسه و اسکن زمین، پاریس، لندن.
[ 7 ]	Elbeih، SF (2015) مروری بر سنجش از دور یکپارچه و GIS برای نقشه برداری آب های زیرزمینی در مصر. مجله مهندسی عین شمس، 6، 1-15. https://dx.doi.org/10.1016/j.asej.2014.08.008
[ 8 ]	Seguin، J. (2008) Carte Hydrogeologique de l’Afrique à l’échelle du1/10M، Bureau de Recherches Geologiques et Minieres (BGRM)، اورلئان.
[ 9 ]	Lightfoot, DR, Mavlyanov, N., Begimkulov, D. and Comer, J. (2009) قابلیت اطمینان داده های مصاحبه برای پایش و نقشه برداری آب های زیرزمینی. انجمن بین المللی علوم هیدرولوژیکی کتاب قرمز 334، نانی و دمات، 40-43.
[ 10 ]	Barcelona, ​​MJ, Gibb, JP, Helfrich, JA and Garske, EE (1985) راهنمای عملی برای نمونه برداری از آب زیرزمینی. بررسی آب ایالت ایلینویز، گزارش قرارداد ISWS 374.
[ 11 ]	Rodell, M., Chen, J., Kato, H., Famiglietti, JS, Nigro, J., et al. (2007) برآورد تغییرات ذخیره آب زیرزمینی در حوضه رودخانه می سی سی پی (ایالات متحده آمریکا) با استفاده از GRACE. مجله هیدروژئولوژی، 15، 159-166. https://dx.doi.org/10.1007/s10040-006-0103-7
[ 12 ]	Strassberg, G., Scanlon, BR and Rodell, M. (2007) مقایسه تغییرات فصلی ذخیره‌سازی آب زمینی از GRACE با اندازه‌گیری‌های سطح آب زیرزمینی از آبخوان دشت‌های بالا (ایالات متحده). نامه های پژوهشی ژئوفیزیک، 34، 1-5. https://dx.doi.org/10.1029/2007gl030139
[ 13 ]	Van Wyk، E.، van Tonder، GJ و Vermeulen، D. (2011) ویژگی‌های چرخه‌های تغذیه آب زیرزمینی محلی در زمین‌های سنگ سخت نیمه خشک آفریقای جنوبی – ورودی آب باران. Water SA, 37, 147-154. https://dx.doi.org/10.4314/wsa.v37i2.65860
[ 14 ]	FAO/WFP (2010) ماموریت ارزیابی امنیت محصولات کشاورزی و غذایی به زیمبابوه. گزارش ویژه، اطلاعات جهانی فائو و سیستم هشدار اولیه در مورد غذا و کشاورزی.
[ 15 ]	Masocha، M. (2010) بیگانگان ساوانا، پایان نامه دکتری، Enchede، موسسه بین المللی علوم اطلاعات جغرافیایی و مشاهده زمین (ITC).
[ 16 ]	Siwadi, J. (2006) طراحی مجدد شبکه نظارت بر سطح آب زیرزمینی در آبخوان نیاماندلوو، زیمبابوه. Waternet Symposium Malawi 2006. https://www.waternetonline.ihe.nl/downloads/uploads/symposium/malawi-2006/Siwadi.pdf
[ 17 ]	Desbarats، AJ، Logan، CE، Hinton، MJ و Sharpe، DR (2002) در مورد کریجینگ ارتفاعات جدول آب با استفاده از اطلاعات جانبی از یک مدل ارتفاعی دیجیتال. مجله هیدرولوژی، 255، 25-38. https://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00504-2
[ 18 ]	هالند، ک.، اورتون، آی، جولی، آی و واکر، جی (2004) یک مدل تحلیلی برای پیش‌بینی الگوهای تخلیه آب زیرزمینی منطقه‌ای در دشت‌های سیلابی یک رودخانه دشت نیمه‌خشک. CSIRO زمین و آب گزارش فنی شماره، CSIRO زمین و آب، Atherton.