مجله اکوهیدرولوژی

مجله اکوهیدرولوژی

تعیین نواحی احتمالی تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی به سواحل خلیج فارس در استان بوشهر با استفاده از نقشه ناهنجاری دمایی استاندارد

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
محسن فرزین 1
علی اکبر نظری سامانی 2
سادات فیض نیا 3
غلام عباس کاظمی 4
1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج
2 دانشیار، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج
3 استاد، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج
4 دکتری هیدروژئولوژی، مشاور خصوصی، امیرآباد، آبادان
10.22059/ije.2017.61483
چکیده
تخلیۀ آب زیرزمینی زیردریایی هرگونه جریان زیرسطحی آب است که از خشکی به طرف دریا وجود دارد. شناسایی نواحی دارای این جریان اهمیت بسیار زیادی در مطالعات هیدرولوژیک و اکولوژیک دارد. به‌منظور تعیین نواحی احتمالی تخلیۀ آب زیرزمینی به خلیج فارس در سواحل استان بوشهر، ابتدا با استفاده از نرم‏افزار ENVI® 5.3 و GIS10.3.1 و اعمال تصحیحات لازم (اتمسفریک، رادیومتریک، هندسی) بر داده‏های حرارتی باند 10 لندست 8، نقشۀ دمای سطح دریا (SST) تهیه شده و نقشۀ ناهنجاری دمایی استاندارد (STA) از آن استخراج شد. سپس با تعیین کمترین سطح مشترک ناهنجاری دمایی طی سال‌های 2015 و 2016 ‌در سواحل استان بوشهر، نواحی احتمالی تخلیۀ آب زیرزمینی زیردریایی به خلیج فارس مشخص شد. نتایج نشان می‏دهد در محدودۀ ساحلی بندر مقام تا کنگان، کنگان تا رودخانۀ مند، رودخانۀ مند تا جزیرۀ شیف، بندرگاه تا گناوه و بندر ریگ تا هندیجان، به‌ترتیب‌ 2823، 4165، 6159، 4725 و 4445 هکتار سطح احتمالی تخلیۀ آب زیرزمینی زیردریایی وجود دارد. این سطح در کل سواحل استان بوشهر 22317 هکتار است که به خلیج فارس تخلیه می‏شود؛ به‌طوری که مهم‌ترین و بیشترین سطح تخلیۀ احتمالی در خلیج نایبند، محدودۀ دوپلنگو و خور خان، شرق و غرب شهر بوشهر (بندرگاه و شیف) و سواحل هندیجان مشاهده شد. سطح تعیین‌شده می‏تواند نشان‏دهندۀ وجود جریان شایان توجهی از تخلیۀ احتمالی آب زیرزمینی به خلیج فارس در سواحل استان بوشهر باشد. بنابراین، ضروری است با بررسی‏های تفضیلی‏تر و استفاده از روش‏های کمّی‏سازی، مقدار آن را به‌طور دقیق برآورد کرد.
 
 
 

کلیدواژه‌ها
تخلیۀ آب زیرزمینی زیردریایی
خلیج فارس
ناهنجاری دمایی استاندارد
موضوعات

  1. منابع

    1. Burnett WC, Bokuniewicz H, Huettel M, Moore WS, Tanighchi M. Groundwater and pore water inputs to the coastal zone. Biogeochemistry. 2003;66: 3–33.
    2. Burnett WC, Aggarwal PK, Aureli A, Bokuniewicz H, Cable JE, Charette MA, et al. Quantifying submarine groundwater discharge in the coastal zone via multiple methods. Science of the Total Environment. 2006;367: 498–543.
    3. Kwon E, Kim G, Primeau F, Moore W, Cho HM, DeVries T, et al. Global estimate of submarine groundwater discharge based on an observationally constrained radium isotope model. Geophys. Res. Lett. 2014;41, 8438–8444.
    4. Rodellas V, Garcia-Orellana J, Masqué P, Feldman M, Weinstein Y. Submarine groundwater discharge as a major source of nutrients to the Mediterranean Sea. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015;112: 3926–3930.
    5. Kottmeier C, Agnon A, Al-Halbouni D, Alpert P, Corsmeier C, Dahm T, et al. New perspectives on interdisciplinary earth science at the Dead Sea: The DESERVE project. Science of the Total Environment. 2016;544: 1045–1058.
    6. Banks W, Paylor R, Hughes W. Using thermal infrared imagery to delineate groundwater discharge. Groundwater. 1996;34: 434–444.
    7. Lewandowski J, Meinikmann K, Ruhtz T, Pöschke F, Kirillin G. Localization of lacustrine groundwater discharge (LGD) by airborne measurement of thermal infrared radiation. Remote Sensing of Environment, 2013;138: 119–125.
    8. Shaban A, Khawlie M, Abdallah C, Faour G. Geologic controls of submarine groundwater discharge: application of remote sensing to north Lebanon. Environmental Geology. 2005;47(4): 512-522.
    9. Stefouli M, Tsombos T. Identification and monitoring of fresh water outflows in coastal areas: pilot study on Psahna area/Evia island - Greece, 10th International Congress, Thessaloniki, Bulletin of the Geological Society of Greece. 2004.
    10. Moore WS. The Effect of Submarine Groundwater Discharge on the Ocean. Annual Review of Marine Science. 2010;2(1): 59-88.
    11. Xing QG, Braga F, Tosi L, Lou M, Zaggia L, Teatini P, et al. Detection of low salinity groundwater seeping into the Eastern Laizhou Bay (China) with the aid of Landsat Thermal Data. In: Harff J, Zhang H, editors. Environmental Processes and the Natural and Anthropogenic Forcing in the Bohai Sea, Eastern Asia. Journal of Coastal Research (Special Issue). 2016;74: 149-156.
    12. Ford D, Williams P. Karst Hydrogeology and Geomorphology. John Wiley & Sons; 2007.
    13. Taniguchi M, Burnett WC, Smith CF, Paulsen RJ, O'Rourke D, Krupa S. Spatial and temporal distributions of submarine groundwater discharge rates obtained from various types of seepage meters at a site in the northeastern Gulf of Mexico. Biogeochemistry. 2003;66: 35–53.
    14. Tardy B, Rivalland V, Huc M, Hagolle O, Marcq S, Boulet G. A Software Tool for Atmospheric Correction and Surface Temperature Estimation of Landsat Infrared Thermal Data. Remote Sensing. 2016;8(696): 1-24.
    15. Moradi M, Kabiri K. Spatio-temporal variability of SST and Chlorophyll-a from MODIS data in the Persian Gulf. Marine Pollution Bulletin. 2015;98 (1-2): 14–25.
    16. Hennig H, Mallast U, Merz R.. Multi-temporal thermal analyses for submarine groundwater discharge (SGD) detection over large spatial scales in the Mediterranean. Geophysical Research Abstracts. 2015;17: 4929.
    17. Thomas A, Byrne D, Weatherbee R. Coastal sea surface temperature variability from Landsat infrared data. Remote Sensing of Environment. 2002;81: 262–272.
    18. Mejías M, Ballesteros BJ, Antón-Pacheco C, Domínguez JA, Garcia-Orellana J, Garcia-Solsona E, Masqué P. Methodological study of submarine groundwater discharge from a karstic aquifer in the Western Mediterranean Sea. Journal of Hydrology. 2012;464–465: 27–40.
    19. Lewandowski J, Meinikmann K, Ruhtz T, Pöschke F, Kirillin G. Localization of lacustrine groundwater discharge (LGD) by airborne measurement of thermal infrared radiation. Remote Sensing of Environment, 2013;138: 119–125.
    20. Wilson J, Rocha C. A combined remote sensing and multi-tracer approach for localizing and assessing groundwater-lake interactions. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2016;44: 195–204.
    21. ROPME (the Regional Organization for the Protection of the Marine Environment). Regional Report of the State of the Marin Environment, Kuwait; 2000.
    22. Reynolds RM. Physical Oceanography of the Gulf, Strait of Hormuz, and the Gulf of Oman--Results from the Mt Mitchell Expedition. Marine Pollution Bulletin. 1993;27: 35-59.
    23. Duarte TK, Hemond HF, Frankel D, Frankel S. Assessment of submarine groundwater discharge by handheld aerial infrared imagery: case study of Kaloko fishpond and bay, Hawai’i. Limnology and Oceanography: Methods. 2006;4: 227–236.
    24. Schuetz T, Weiler M. Quantification of localised groundwater inflow into streams using ground-based infrared thermography. Hydrology and Land Surface Studies. 2011;38 (3): 1-5.
    25. Srivastava PK, Majumdar TJ, Bhattacharya AK. Surface temperature estimation in Singhbhum Shear Zone of India using Landsat-7 ETM+ thermal infrared data. Advances in Space Research. 2009;43: 1563–1574.
    26. USGS. LANDSAT 8 (L8) DATA USERS HANDBOOK, 2nd ed. LSDS-1574; 2016.
    27. Montanaro M, Gerace A, Lunsford A, Reuter D. Stray Light Artifacts in Imagery from the Landsat 8 Thermal Infrared Sensor. Remote Sensing. 2014;11: 10435-10456.
    28. Barsi JA, Schott JR, Hook SJ, Raqueno NG, Markham BL, Radocinski RG. Landsat-8 Thermal Infrared Sensor (TIRS) Vicarious Radiometric Calibration. Remote Sensing, 2014;6: 11607-11626.
    29. USGS. Pages dedicated to Landsat missions. Calibration Notices of January 29, 2014 Landsat 8 Reprocessing to Begin February 3, 2014. Available online: http://landsat.usgs.gov/calibration_notices.php (accessed on 31 October 2016).
    30. Artis DA, Carnahan WH. Survey of emissivity variability in thermography of urban areas. Remote Sensing of Environment. 1982;12(4): 313–329.
    31. Hwang DW, Lee IS, Choi M, Kim TH. Estimating the input of submarine groundwater discharge (SGD) and SGD-derived nutrients in Geoje Bay, Korea using 222Rn-Si mass balance model. Marine Pollution Bulletin. 2016;110: 119–126.
    32. Lecher AL, Fisher AT, Paytan A. Submarine groundwater discharge in Northern Monterey Bay, California: Evaluation by mixing and mass balance models. Marine Chemistry. 2016;179: 44–55.
    33. Russoniello CJ, Konikow LF, Kroeger KD, Fernandez C, Andres AS, Michael HA. Hydrogeologic controls on groundwater discharge and nitrogen loads in a coastal watershed. Journal of Hydrology. 2016;538: 783–793.
    34. Nugent J, Thomas T. Bahrain and the Gulf, Past Perspectives and Alternative Futures. Palgrave Macmillan press; 1985.
    35. Zubari WK, Madany IM, Al-Junaid. Trends in the quality of groundwater in Bahrain with respect to salinity, 1941–1992. Environment International. 1994;20 (6): 739-746.
    36. Al Bassam AA, Tiro EHM. Using remote sensing and GIS for submarine freshwater springs exploration as a plausible water source in Saudi Arabia. Sixth National GIS Symposium in Saudi Arabia April 24 – 26, 2011 Le Meridian, Al-Khobar – Eastern Province.
    37. Stefouli M, Vasileiou E, Charou E, Stathopoulos N, Perrakis A, Giampouras P. Remote sensing techniques as a tool for detecting water outflows. The case study of Cephalonia Island. Bulletin of the Geological Society of Greece. 2013;47 (3): 1519-1528.
    38. UNESCO. Submarine groundwater discharge, management implications, measurements and effects. IHP-VI Series on Groundwater. 2004;5: 1-35.
مجله اکوهیدرولوژی
دوره 4، شماره 2
تابستان 1396
صفحه 477-488

  • تاریخ دریافت 25 دی 1395
  • تاریخ بازنگری 24 اسفند 1395
  • تاریخ پذیرش 25 اسفند 1395
  • تاریخ اولین انتشار 01 تیر 1396
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1396