تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

بررسی تغییرات کاربری اراضی و ارتباط آن با سطح آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی: دشت مشگین‌شهر

نویسندگان
ماهرخ قضایی 1
نازفر اقازاده 2
احسان قلعه 2
الهامه عبادی 2
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
2 دانشجو دکتری، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
10.61882/jgs.25.79.3
چکیده
کمبود منابع‌ آب‌ سطحی سبب ‌برداشت بی‌رویه ‌از ‌آب زیرزمینی در‌ بسیاری از نقاط ‌جهان و افت شدید ‌سطح ‌سفره‌های ‌آب زیرزمینی ‌شده ‌است. با افزایش روزافزون جمعیت برداشت ‌بی‌رویه از ‌این ‌منابع بیشتر ‌شده و ‌این ذخایر‌ طبیعی با ‌‌تهدید ‌جدی مواجه‌ شده‌اند. از ‌طرفی تغییرات‌‌ کاربری ‌اراضی ‌بر ‌روی ‌منابع‌ آب ‌زیرزمینی‌ مؤثر ‌بوده ‌و‌ کمیت ‌و‌ کیفیت ‌آب‌های ‌زیرزمینی را‌ تحت ‌تأثیر‌ قرار ‌می‌دهد. پژوهش حاضر به منظور پایش سطح آب‌های زیرزمینی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و رابطه‌ای که می‌تواند با کاربری اراضی داشته باشد، انجام شد. جهت دست‌یابی به نتیجه موردنظر با استفاده از روش شی‌ءگرا نقشه طبقه‌بندی کاربری اراضی برای هر دو سال استخراج شد و سپس به منظور پایش سطح تراز آب‌های زیرزمینی نقشه سطح آب‌های زیرزمینی منطقه مورد مطالعه برای هر دو سال با روش گوسی (Gaussian) که دقیق‌ترین روش شناخته شد، استخراج گردید. بررسی‌ها نشان داد که رابطه قوی و معناداری بین کاربری اراضی و سطح آب‌های زیرزمینی وجود دارد. نتایج نشان داد که بیشترین میانگین تراز آب در سال 1380 برای کاربری کشاورزی آبی با 34.2 متر و کمترین میانگین تراز آب برای محدوده پهنه‌ی آبی با 15.02 متر و بیشترین میانگین تراز آب در سال 1395 متعلق به کاربری کشاورزی آبی با 37.08 متر و کمترین میانگین تراز آب مربوط به کاربری جنگل با 15.99 متر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها
آب‌های زیرزمینی
روش‌های زمین آمار
طبقه‌بندی شیءگرا
کاربری اراضی

عنوان مقاله English

Investigation of land use changes and its relationship with groundwater level Case study: Meshginshahr plain

نویسندگان English

MAHROOKH GHAZAYI 1
NAZFAR AGHAZADEH 2
EHSAN GHALEH 2
ELHAMEH EBADDYY 2
1 Masters student, Mohaghegh Ardabili University, Ardabili, Iran.
2 phd student, Mohaghegh Ardabili University, Ardabili, Iran.
چکیده English

The depletion of surface water resources has necessitated uncontrolled groundwater abstraction in various regions worldwide, resulting in substantial reductions in groundwater table levels. As populations continue to expand, the extraction of these essential resources has intensified, posing a significant threat to natural reserves. This study aims to monitor groundwater levels through the analysis of satellite imagery and to investigate the correlation between these levels and land use patterns. To accomplish this objective, relevant satellite images were acquired and subjected to appropriate pre-processing. An object-oriented methodology was employed to generate land use classification maps for two distinct years, alongside a land use change map covering a fifteen-year period from 2000 to 2015. Moreover, groundwater level maps for the study area were produced for both years utilizing the Gaussian method, recognized as the most accurate approach. The findings indicate a robust and significant relationship between land use and groundwater levels, revealing that areas with higher vegetation exhibit lower groundwater levels compared to other regions. This phenomenon can be attributed to the hydrological dynamics that facilitate the movement of water from higher potential zones to these areas. Additionally, irrigated agricultural practices demonstrated the most pronounced average decline in water levels relative to other land uses, underscoring the excessive reliance on groundwater for irrigation in the study area. The results further illustrate that the conventional kriging method with Gaussian variance surpasses other techniques in estimating groundwater table depths across both statistical periods. Analysis through conventional kriging reveals a general decline in groundwater levels throughout the majority of the plain during the study period, with a maximum decrease of 40 meters and an average reduction of 15 meters.

کلیدواژه‌ها English

groundwater
geostatistical methods
Object-oriented classification
Land use
اسفندیاری، فریبا؛ عالی جهان، مهدی؛ رحیمی، محسن.(1393). ارزیابی مدل های جبری و زمین آماری در تخمین توزیع مکانی سطح ایستابی دشت اردبیل، مجله پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، ص 46.62
اسفندیاری، فریبا؛ عالی جهان، مهدی؛ رحیمی، محسن.(1393). ارزیابی مدل های جبری و زمین آماری در تخمین توزیع مکانی سطح ایستابی دشت اردبیل، مجله پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، ص 46.62
برزگر، رحیم؛ اصغریمقدم، اصغر؛ ندیری، عطااله؛ فیجانی، الهام. (1394). استفاده از روشهای مختلف فازی برای بهینه‌سازی مدل دراستیک در ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان، مطالعه موردی: آبخوان دشت تبریز، مجله زمین‌شناسی مهندسی و محیط‌زیست، 24(95): 222-211.
برزگر، رحیم؛ اصغریمقدم، اصغر؛ ندیری، عطااله؛ فیجانی، الهام. (1394). استفاده از روشهای مختلف فازی برای بهینه‌سازی مدل دراستیک در ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان، مطالعه موردی: آبخوان دشت تبریز، مجله زمین‌شناسی مهندسی و محیط‌زیست، 24(95): 222-211.
پورمقدس، حسن. (1381). بررسی کیفیت آب‌های زیرزمینی در شهرستان لنجانا در استان اصفهان، مجله دانشکده بهداشت و انستیتوی بهداشت عمومی تحقیق ، 4 : 31-40.
پورمقدس، حسن. (1381). بررسی کیفیت آب‌های زیرزمینی در شهرستان لنجانا در استان اصفهان، مجله دانشکده بهداشت و انستیتوی بهداشت عمومی تحقیق ، 4 : 31-40.
پیری، حلیمه؛ بامری، ابوالفضل. (1392). بررسی روند تغییر کمیت سطح آبهای زیرزمینی با استفاده از آمار آماری و GIS (مطالعه موردی: دشت سیرجان)، مجله RS و GIS برای منابع طبیعی ، 5 (1) : 29-44.
پیری، حلیمه؛ بامری، ابوالفضل. (1392). بررسی روند تغییر کمیت سطح آبهای زیرزمینی با استفاده از آمار آماری و GIS (مطالعه موردی: دشت سیرجان)، مجله RS و GIS برای منابع طبیعی ، 5 (1) : 29-44.
زبیری، محمود؛ مجد، علیرضا. )2593 .)آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی، چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران
زبیری، محمود؛ مجد، علیرضا. )2593 .)آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی، چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران
شکیبا، علیرضا؛ فیروزآبادی، پرویز؛ عاشورلو، داوود؛ نامداری، سودابه. تحلیل رابطه کاربری اراضی و پوشش گیاهی با جزایر حرارتی شهر تهران با استفاده از داده های +ETM ،سنجش از دور و GIS ایران، .32-58 ،88
شکیبا، علیرضا؛ فیروزآبادی، پرویز؛ عاشورلو، داوود؛ نامداری، سودابه. تحلیل رابطه کاربری اراضی و پوشش گیاهی با جزایر حرارتی شهر تهران با استفاده از داده های +ETM ،سنجش از دور و GIS ایران، .32-58 ،88
غفاری، صدیقه؛ مرادی، حمیدرضا؛ مدرس، رضا. (1398). اثر تغییر کاربری اراضی بر سطح آب زیرزمینی در دشتهای اصفهان-برخوار، نجفآباد و چادگان، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 9(50): 2371-2355.
غفاری، صدیقه؛ مرادی، حمیدرضا؛ مدرس، رضا. (1398). اثر تغییر کاربری اراضی بر سطح آب زیرزمینی در دشتهای اصفهان-برخوار، نجفآباد و چادگان، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 9(50): 2371-2355.
نصرالهی، محمد؛ ممبنی، مریم؛ ولیزاده، سارا؛ خسروی، حسن. (1393). بررسی تأثیر روند تغییرات کاربری اراضی/ پوشش زمین بر وضعیت منابع آب زیرزمینی، با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای(مطالعه موردی: دشت گیلانغرب(. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، 23(91).
نصرالهی، محمد؛ ممبنی، مریم؛ ولیزاده، سارا؛ خسروی، حسن. (1393). بررسی تأثیر روند تغییرات کاربری اراضی/ پوشش زمین بر وضعیت منابع آب زیرزمینی، با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای(مطالعه موردی: دشت گیلانغرب(. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، 23(91).
Dong, Y., Jiang, C., Suri, M. R., Pee, D., Meng, L., and Goldstein, R. E. R. (2019). Groundwater level changes with a focus on agricultural areas in the Mid-Atlantic region of the United States, 2002-2016. Environmental research. P.193-203. [DOI:10.1016/j.envres.2019.01.004]
Dong, Y., Jiang, C., Suri, M. R., Pee, D., Meng, L., and Goldstein, R. E. R. (2019). Groundwater level changes with a focus on agricultural areas in the Mid-Atlantic region of the United States, 2002-2016. Environmental research. P.193-203. [DOI:10.1016/j.envres.2019.01.004]
Guler, C., Kurt, M.A., Korkut, R.N., (2013), Assessment of groundwater Vulnerability to nonpoint source Pollution in a Mediterranean coastal zone (Mersin. Turkey) under conflicting Land use practices, Ocean & Coastal Management, 71: 141-152 [DOI:10.1016/j.ocecoaman.2012.10.010]
Guler, C., Kurt, M.A., Korkut, R.N., (2013), Assessment of groundwater Vulnerability to nonpoint source Pollution in a Mediterranean coastal zone (Mersin. Turkey) under conflicting Land use practices, Ocean & Coastal Management, 71: 141-152 [DOI:10.1016/j.ocecoaman.2012.10.010]
Johnson, B., Tateishi, R., Kobayashi, T., (2012), Remote Sensing of fractional green vegetation cover using spatially-interpolated endmembers, Remote Sensing, 9(4): 2619- 2634 [DOI:10.3390/rs4092619]
Johnson, B., Tateishi, R., Kobayashi, T., (2012), Remote Sensing of fractional green vegetation cover using spatially-interpolated endmembers, Remote Sensing, 9(4): 2619- 2634 [DOI:10.3390/rs4092619]
Jones, D., Jones, N., Greer, J., Nelson, J.,(2015), A Cloud-based MODFLOW service for aquifer management decision support, Computers & Geosciences, 78: 81-87. [DOI:10.1016/j.cageo.2015.02.014]
Jones, D., Jones, N., Greer, J., Nelson, J.,(2015), A Cloud-based MODFLOW service for aquifer management decision support, Computers & Geosciences, 78: 81-87. [DOI:10.1016/j.cageo.2015.02.014]
Khazaz, L., Oulidi, H.J., El Moutaki, S., Ghafiri, A., (2015), Comparing and Evaluating Probabilistic and Deterministic Spatial Interpolation Methods for Groundwater Level of Haouz in Morocco, Geographic Information System, 7: 631-642. [DOI:10.4236/jgis.2015.76051]
Khazaz, L., Oulidi, H.J., El Moutaki, S., Ghafiri, A., (2015), Comparing and Evaluating Probabilistic and Deterministic Spatial Interpolation Methods for Groundwater Level of Haouz in Morocco, Geographic Information System, 7: 631-642. [DOI:10.4236/jgis.2015.76051]
Kumar, P., Dasgupta, R., Johnson, B., Saraswat, C., Basu, M., Kefi, M., Mishra, B., (20190, Effect of Landuse Changes on Water Quality in an Ephemeral Coastal plain: Khambhat City, Gujarat India. Journal of Water, 11(724): 1-15. [DOI:10.3390/w11040724]
Kumar, P., Dasgupta, R., Johnson, B., Saraswat, C., Basu, M., Kefi, M., Mishra, B., (20190, Effect of Landuse Changes on Water Quality in an Ephemeral Coastal plain: Khambhat City, Gujarat India. Journal of Water, 11(724): 1-15. [DOI:10.3390/w11040724]
Lu, D., Weng, Q., (2008), A survey of image classification methods and techniques for improving classification performance.
Lu, D., Weng, Q., (2008), A survey of image classification methods and techniques for improving classification performance.
Rai, S.C., Kumari, P., (2012), Assessment of groundwater contamination from land use /cover change in rural-urban fringe of national capital territory of Delhi (India), Geography, 8(2): 31-46.
Rai, S.C., Kumari, P., (2012), Assessment of groundwater contamination from land use /cover change in rural-urban fringe of national capital territory of Delhi (India), Geography, 8(2): 31-46.
Ranjan, P., Das, G.A., Kazama, S., Sawamoto, M., (2007), Assessment of aquifer- Land use composite vulnerability in Walawe river basin, Sri Lanka. Asian Journal of water, Environment and Pollution, 4(2): 1-10. [DOI:10.3233/AJW-2007-4_2_01]
Ranjan, P., Das, G.A., Kazama, S., Sawamoto, M., (2007), Assessment of aquifer- Land use composite vulnerability in Walawe river basin, Sri Lanka. Asian Journal of water, Environment and Pollution, 4(2): 1-10. [DOI:10.3233/AJW-2007-4_2_01]
Robertson, W.D., Russeland, B.M., Cherry, J.A., (1996), Attenuationn of Nitrate in Acquitted Sediments of Southern Ontario, Journal of Hydrology, 180(10): 267-281. [DOI:10.1016/0022-1694(95)02885-4]
Robertson, W.D., Russeland, B.M., Cherry, J.A., (1996), Attenuationn of Nitrate in Acquitted Sediments of Southern Ontario, Journal of Hydrology, 180(10): 267-281. [DOI:10.1016/0022-1694(95)02885-4]
Rogan, J., Chen, D., (2004). Remote sensing technology for mapping and monitoring land cover and landuse change, Plann. 61: 301-325. [DOI:10.1016/S0305-9006(03)00066-7]
Rogan, J., Chen, D., (2004). Remote sensing technology for mapping and monitoring land cover and landuse change, Plann. 61: 301-325. [DOI:10.1016/S0305-9006(03)00066-7]
Singh, S.K., Singh. Ch.K,. Mukherjee, S., (2010), Impact of land-use and land-cover change on groundwater quality in the Lower Shiwalik hills: a remote sensing and GIS based approach, Cent. Eur. J. Geosci. 124-131. [DOI:10.2478/v10085-010-0003-x]
Singh, S.K., Singh. Ch.K,. Mukherjee, S., (2010), Impact of land-use and land-cover change on groundwater quality in the Lower Shiwalik hills: a remote sensing and GIS based approach, Cent. Eur. J. Geosci. 124-131. [DOI:10.2478/v10085-010-0003-x]
Tam, V. T., Nga, T. T. V., (2018), Assessment of urbanization impact on groundwater resources in Hanoi, Vietnam. Journal of environmental management, 227(9): 107-116. [DOI:10.1016/j.jenvman.2018.08.087] [PMID]
Tam, V. T., Nga, T. T. V., (2018), Assessment of urbanization impact on groundwater resources in Hanoi, Vietnam. Journal of environmental management, 227(9): 107-116. [DOI:10.1016/j.jenvman.2018.08.087] [PMID]