مقاله سیستم اطلاعات جغرافیایی و موقعیت جغرافیایی


Widget not in any sidebars

امروزه برای مدیریت بهتر در بررسی آبهای زیرزمینی یک منطقه، از GIS به عنوان یک ابزار کارآمد بهره میگیرند. اصولاَ پارامترهای کیفی و کمی آب زیرزمینی در هر منطقهای از نوسانات زیادی در بازههای زمانی برخوردار است. به دلیل متغیر بودن پارامترهای محیطی از نقطهای به نقطه دیگر، مطالعه آنها با روشهای متداول آمار کلاسیک مانند تجزیه و تحلیل واریانس که موقعیت جغرافیایی و مکانی نمونهها را در محیط در نظر نمیگیرد، چندان مفید نخواهد بود. از این رو در این تحقیق از برنامه سیستم اطلاعات جغرافیایی که قادر به برآورد وتخمین خصوصیت مورد نظر در مکانهای فاقد نمونه برداری با استفاده از اطلاعات حاصل از نقاط نمونه برداری شده میباشد، استفاده شده است. یکی از کاربردهای مهم GIS تولید نقشههای کیفی با انتخاب فرایند درونیابی مناسب میباشد. بدین صورت که با فرایند درونیابی (Interpolation) میتوان مقادیر تخمینی را برای یک سطح کامل از یک تعداد نقاط ساده با مقادیر مشخص تهیه نمود و یک مجموعه پیوسته را ساخت. سپس با تلفیق نقشههای مختلف با یکدیگر جهت بهرهبرداری بهینه از آنها و مطالعه آبهای زیرزمینی نظیر مدلسازیهای مختلف (کمی و کیفی) و پهنهبندیهای گوناگون استفاده نمود. در این تحقیق نیز از تلفیق نقشهها در محیط GIS برای تهیه نقشههای کیفی آبزیرزمینی محدوده مطالعاتی بابل- بابلسر استفاده شده است.
3-10- پارامترهای مورد نیاز جهت بررسی کیفی آبزیرزمینی منطقه
از پارامترهای کیفی معمول جهت شناخت و بررسی ژئوشیمی آبهای زیرزمینی یک منطقه میتوان به آنیون و کاتیونهای محلول (Cl-،(So4)-2 ،(Hco3)- ، Ca+2، Mg+2، Na+، K+)، باقیمانده خشک (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، pH ، نسبت جذب سدیم (SAR) و غیره اشاره نمود. در ادامه توضیح مختصری در رابطه با هر یک از این پارامترهای شیمیایی آمده است.
یکی از مهمترین وظایف در تحقیقات آبزیرزمینی، ترجمه دادههای شیمیایی به طریقی مناسب میباشد که بتوان آنها را بطور بصری مورد بررسی قرار داد (فریز 1979، 485)، بنابراین رسم نمودار و تهیه نقشههای مختلف از این پارامترها علاوهبر ارائه یک دید مکانی به مفسر، تفسیر هیدروژئوشیمی منطقه را سادهتر مینماید. برای این منظور مقادیر نقطهای پارامترهای کیفی اشاره شده دشت بابل- بابلسر برای دوره آماری 11 ساله به نرمافزارGIS منتقل گردید و با درونیابی به روش Splin نقشههای مورد نظر ترسیم شدند تا اطلاعات تفسیری دقیقتری صورت گیرد.
3-10-1- آنیونها و کاتیونها
نمکهای محلول در آب به صورت کاتیون و آنیون تجزیه میشوند و هرچه مقدار نمک در آب بیشتر باشد مقدار این یونها افزایش مییابد. آنیونها شامل مجموع غلظت یونهای Cl-،(So4)-2 ،(Hco3)- ،)-2 (Co3 و کاتیونها شامل مجموع غلظت یونهایCa+2، Mg+2، Na+، K+ میباشند.
کلر: یون کلرید (-Cl) یکی از مهمترین آنیونهای موجود در آب است. علاوهبراین، از آنجائیکه این یون عمدتاً با سدیم و منیزیم در طبیعت وجود دارد و باتوجه به حلالیت قابل توجه این ترکیبات در آب، مقادیر قابل ملاحظهای از آن در آبهای زیرزمینی وجود دارد. منشأ اصلی کلر در آبهای زیرزمینی، سنگهای تبخیری، آبهای شور محبوس و یا آب دریا بوده و سنگهای آذرین سهم کمتری در تأمین کل آبهای زیرزمینی دارد (باور 1978، 339). براساس استاندارد جهانی بهداشت مقدار کلر آب آشامیدنی حداکثر ppm250 است.
سولفات: آنیون سولفات دومین آنیون موجود در آب اقیانوسها و دریاهاست. عمدتاً بصورت سولفاتهای Ca و Mg و K یافت میشود. مهمترین منبع ورود این یون در آبهای طبیعی عبارتست از: سولفیدهای فلزی نظیر آهن، نیکل، مس، روی و سرب. این سولفیدها در اثر شرایط جوی و رطوبت اکسید شده و به سولفات تبدیل میشوند که در اثر انحلال در آبهای جاری، به آبهای زیرزمینی وارد میشوند (فرسنیوز 1988، 804). همچنین منشأ سولفات آبهای زیرزمینی، رسوباتی نظیر ژیپس، انیدریت، سولفات سدیم و اکسیداسیون پیریت و سایر سولفیدهای موجود در سنگهای آذرین و رسوبی میباشد. بر اساس استاندارد بهداشت جهانی (W.H.O) حداکثر مجاز سولفات منیزیم و سدیم در آب آشامیدنی 450 میلیگرم در لیتر میباشد.
کربنات و بیکربنات: یون بیکربنات تشکیل دهنده اصلی و کربنات تشکیل دهنده فرعی در آبهای زیرزمینی میباشند. کربنات و بیکربنات موجود در آب از Co2 اتمسفر، Co2 تولید شده بوسیله موجودات زنده در خاک، سنگهای کربناته و کانیهای تبخیری تأمین میشوند (باور 1978، 480). در آبزیرزمینی بیکربنات با غلظت بیش از 200 میلیگرم در لیتر غیرمعمول نمیباشد، آبهای محتوی غلظتهای بیکربنات بیش از 400 میلیگرم در لیتر در اکثر صنایع نامطلوب میباشند. غلظت کربنات آبهای طبیعی معمولاً کمتر از 10 میلیگرم در لیتر است.
کلسیم و منیزیم: کلسیم و منیزیم از کاتیونهای اصلی آبهای زیرزمینی هستند. کلسیم و منیزیم از منشاءهای متفاوت در آبهای زیرزمینی حل میگردند. آمفیبولها، فلدسپارها و پیروکسنها از کانیهای سنگهای آذرین میباشند که کلسیم و منیزیم را به آبهای زیرزمینی وارد مینمایند. در سنگهای رسوبی، کلسیم در کانیهای کلسیت، آراگونیت، دولومیت و ژیپس ملافیر یافت میشود. غلظت کلسیم در آبهای زیرزمینی معمولاً کمتر از 400 میلی گرم در لیتر میباشد. اکثر آبهای زیرزمینی به استثناء موقعی که آبها در تماس با دولومیت یا سنگهای تبخیری غنی از منیزیم باشند، محتوی مقادیر نسبتاً کمی از منیزیم میباشند. براساس استانداردهای بهداشت مقدار منیزیوم مجاز در آب زیرزمینی ppm150 میباشد (فت و همکاران، 1964).
سدیم و پتاسیم: سدیم عمدتاً از فلدسپاتهای موجود در سنگهای آذرین و از محصولات تجزیه آن کانیها (رسی شدن) حاصل میشود. آب فروشویی شده از لایههای فوقانی خاک و آغشتگی آبهای زیرزمینی توسط آبهای فسیل شور یا آبهای دارای منشاء دریایی از منابع دیگر سدیم میباشند. کانیهای رسی، تبخیریهایی از قبیل هالیت و فاضلابهای صنعتی از دیگر منشاءهای اصلی سدیم میباشند. منشاءهای اصلی پتاسیم در آبهای زیرزمینی فلدسپارها، بعضی از میکاها، کانیهای رسی، و تبخیری نظیر سیلویت میباشند. کودهای پتاسیک و فاضلابهای شهری از عوامل افزایش غلظت پتاسیم آبهای زیرزمینی میباشند. به علت جذب شدید پتاسیم توسط رسوبات دانهریز آبرفتی، به ندرت آلودگی پتاسیم آبهای زیرزمینی گزارش شده است. غلظتهای سدیم و پتاسیم بیش از 50 میلی گرم در لیتر و در حضور مواد معلق، میتواند پوسته گذاری و خوردگی را در جوشانندهها تسریع نماید. معمولاً غلظتهای سدیم و پتاسیم در آبهای زیرزمینی به ترتیب کمتر از 200 میلی گرم در لیتر و 10 میلی گرم در لیتر میباشند (تاد 1980، 535).
3-10-2- کل مواد جامد محلول (TDS)
کل مواد جامد محلول (باقیمانده خشک)، مجموع وزنی مواد جامد محلول در آب است ولی شامل رسوبات معلق، کلوئیدها و گازهای محلول نمیشود. کل مواد جامد محلول برحسب میلی گرم در لیتر یا ppm بیان میشود و با هدایت الکتریکی رابطه مستقیمی دارد.
تقسیمبندیهای مختلفی بر اساس TDS در مورد آبهای زیرزمینی ارائه شده است. 2000،USEPA حداکثر غلظت کل جامدات محلول (باقیمانده خشک) را برای آب آشامیدنی 500 میلیگرم در لیتر توصیه نموده است، ولی در صورتیکه منبع آب دیگری موجود نباشد، آبهای دارای غلظتهای دو برابر و حتی سه برابرفوق نیز مورد استفاده قرار میگیرند. در مقادیر آبی با TDS بالای 1000 میلیگرم در لیتر طعم آب به نحو قابل ملاحظهای افت نموده و بد طعم میگردد و موجب رسوبزایی در لولههای آب، هیترها و برخی وسایل خانگی میگردد. فریز و چری در سال 1979 آبزیرزمینی را بر اساس کل مواد جامد حل شده تقسیمبندی نمودهاند (فریز و چری 1979، 485)، (جدول3-2). آبزیرزمینی محدوده بر اساس این تقسیمات نیز مورد بررسی قرار گرفته شده است.
جدول (3-2): طبقهبندی آب براساس باقیمانده خشک
رده آب
کل مواد جامد محلول (pmm)
آب شیرین
<1000
آب لب شور
10000- 1000
آب شور
100000 – 10000
آب خیلی شور