ارزیابی کمی منابع آب زیرزمینی و ارتباط آن با تغییرات کاربری اراضی و عوامل اقلیمی (مطالعه موردی: دشت چمچمال)

هدف: هدف این مطالعه تجزیه‌وتحلیل الگوی فضایی و زمانی سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های زمین‌آماری، بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی کاربری اراضی و تاثیر آن بر میزان نوسانات تراز آب زیرزمینی و بررسی عوامل هیدرولوژیکی نظیر خشکسالی هواشناسی و زیرزمینی و تاثیر این عوامل بر سطح آب زیرزمینی است.  روش پژوهش: در این تحقیق تغییرات کاربری اراضی و نوسانات اقلیمی به‌عنوان مهم‌ترین عوامل انسانی و محیطی کاهش سطح آب‌های زیرزمینی ارزیابی و سپس ارتباط این عوامل با سطح آب زیرزمینی دشت بیستون در یک دوره 25ساله آماری بررسی شد.  برای این منظور نقشه کاربری اراضی در سه دوره زمانی 1990، 2003 و 2015، از تصاویر سنجنده‌های tm، etm+ و oli ماهواره لندست و با استفاده از روش طبقه‌بندی نظارت شده حداکثر احتمال  به دست آمد. آمار سطح ایستابی 21 حلقه چاه پیزومتری، با استفاده از روش‌ زمین‌آماری کریجینگ معمولی (ok) با کمترین میزان rmse و mbe استفاده شد. برای تعیین دوره‌های خشکسالی و ترسالی از شاخص spi و gri استفاده شد. برای بررسی ارتباط بین تغییرات سطح آب زیرزمینی و تغییرات کاربری‌ اراضی، از هم‌پوشانی و تلفیق نقشه تغییرات کاربری اراضی در دوره آماری موردمطالعه و نقشه تغییرات کمی افت سطح ایستابی در همین سال‌ها استفاده شد.  یافته‌ها: بر اساس نتایج این مطالعه وسعت اراضی کشاورزی، مسکونی و صنعتی به ترتیب دوبرابر، بیش از دوبرابر و بیش از هشت برابر شده است. همچنین افت سطح آب زیرزمینی در بیشتر نقاط دشت و بیشینه آن معادل 22 متر در قسمت جنوب غربی دشت برآورد شده است. سطح تراز آب در منطقه روند نزولی داشته و متوسط افت تراز آب زیرزمینی در سطح منطقه حدود هفت متر برآورد شده است. باتوجه‌به ضریب همبستگی پیرسون بین داده‌های میانگین تغییرات سطح ایستابی و میانگین بارندگی، روند کلی فراز و نشیب‌های دو منحنی بارندگی و تراز آبخوان دشت هم‌زمان و با تاخیر دو‌ماهه اتفاق افتاده است.  نتیجه‌گیری: بهره‌برداری‌های بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی در هنگام وقوع خشکسالی میزان افت را تشدید نموده و موجب شده است تا در دوره ترسالی هم جبران نشود و روند نزولی پایداری پدید آید.

quantitative assessment of groundwater resources and their relationship with land use changes and climatic factors (case study: chamchamal plain)

objective the purpose of this study is to analyze the spatiotemporal pattern of groundwater levels using geostatistical methods, investigate the impact of land-use changes on groundwater level fluctuations, and examine hydrological factors (including meteorological drought and groundwater drought) influencing groundwater level variations. method: in this study, land use changes and climatic variations were evaluated as the most important human and environmental factors in groundwater level decline, and their relationship with groundwater levels in chamchamal plain was examined over a 25-year period. for this purpose, land use maps for three time periods (1990, 2003, and 2015) were obtained from landsat tm, etm+, and oli satellite imagery using the maximum likelihood classification method. water level data from 21 piezometric wells were interpolated using ordinary kriging (ok) with minimum rmse and mbe. the spi and gri indices were used to determine drought and wet periods. results: according to the results, agricultural, residential, and industrial areas increased by 2 times, more than 2 times, and more than 8 times, respectively. the maximum groundwater level decline was estimated at 22 meters in the southwestern part of the plain. the water table showed a decreasing trend, with an average decline of about 7 meters across the region. pearson correlation coefficient between average groundwater level changes and average rainfall indicated that rainfall and groundwater level fluctuations occurred simultaneously with a 2-month lag. conclusions: excessive groundwater extraction during droughts has intensified the decline and prevented recovery during wet periods, resulting in a persistent decreasing trend.