اصلاح مدل گالدیت با استفاده از روش آنتروپی جهت ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان ساحلی قره‌سو-گرگان‌رود

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط ‏زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استادیار گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط ‏زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

3 استادیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

چکیده

با توجه به روند برداشت بی‏رویۀ منابع آب زیرزمینی در آبخوان ساحلی قره‏سو-گرگان‏رود، تعیین نواحی آسیب‏پذیر و حفاظت از منابع آب زیرزمینی در این منطقه اهمیت زیادی دارد. از این‏رو، در مطالعۀ حاضر برای ارزیابی آسیب‏پذیری آبخوان ساحلی از مدل گالدیت و روش آنتروپی در محیط GIS استفاده شد. در مدل گالدیت از پارامترهای مؤثر بر ارزیابی آسیب‏پذیری آبخوان ساحلی شامل نوع آبخوان، هدایت هیدرولیکی آبخوان، ارتفاع سطح آب زیرزمینی بالاتر از سطح دریا، فاصله از خط ساحلی، تأثیر کیفی پیشروی آب شور و ضخامت آبخوان استفاده می‏شود. نقشه‏های این مدل به‏صورت شش لایۀ اطلاعاتی با استفاده از نرم‏افزار ArcGIS تهیه شد. سپس به‏منظور ارزیابی دقیق‏تر نقشۀ آسیب‏پذیری، وزن پارامترهای گالدیت با استفاده از روش آنتروپی اصلاح شد و نقشۀ آسیب‏پذیری گالدیت-آنتروپی به دست آمد. برای تعیین مدل بهینه، از ضریب همبستگی بین شاخص‏های آسیب‏پذیری و پارامتر TDS استفاده شد. میزان ضریب همبستگی بین مدل گالدیت-آنتروپی با پارامتر TDS 51/0 است، در صورتی که مقدار این ضریب برای مدل گالدیت 43/0 بود. براساس مدل گالدیت-آنتروپی نواحی شمال غرب، جنوب غرب و غرب آبخوان آسیب‏پذیری زیادی به پیشروی آب شور دارد. نقشۀ این مدل به چهار کلاس آسیب‏پذیری کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد تقسیم‏ شد که به‏ترتیب 14، 33، 30 و 23 درصد از ناحیۀ مطالعه‏شده را شامل می‏شود. مدل گالدیت-آنتروپی موجب کاهش خطای نظر کارشناسی در مدل گالدیت اولیه شد. روش پیشنهادی می‏تواند برای ارزیابی آسیب‏پذیری در آبخوان‏های ساحلی با خصوصیات هیدروژئولوژیکی مشابه به کار رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modification of GALDIT Model by using Entropy Method for Gharesoo-Gorgan Rood Coastal Aquifer Vulnerability Assessment

نویسندگان [English]

  • Mojgan Bordbar 1
  • Aminreza Neshat 2
  • Saman Javadi 3
1 Msc in GIS/RS, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of GIS/RS, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Irrigation and Drainage, Aburaihan Campus, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

It is highly important to identify vulnerable areas and protect groundwater resources in the  Gharesoo-GorganRood coastal aquifer due to the overexploitation of groundwater resources in this area. Therefore, in this study, the GALDIT model and Entropy method in GIS environment was used to evaluate the vulnerability of coastal aquifer. The parameters of the type of aquifer, the aquifer hydraulic conductivity, the height of groundwater above the sea level, distance from shoreline, the qualitative impact of seawater intrusion, and thickness of aquifer were used in the GALDIT model, which influence the assessment of coastal aquifer vulnerability. The maps were arranged in the form of six information layers using ArcGIS software. To more accurately assess the vulnerability, the weights of GALDIT parameters were modified using the entropy method, and GALDIT-Entropy vulnerability map was obtained. The correlation coefficient between the TDS parameter and vulnerability indices in the study area was used to obtain the optimal model. The correlation coefficient between GALDIT-Entropy model and TDS parameter was obtained 0.51, while the amount of this coefficient was 0.43 for GALDIT model. According to GALDIT-Entropy model, the northwest, southwest and west areas of aquifer have higher vulnerability to seawater intrusion. The map of this model is classified into four vulnerability classes of low, moderate, high, and very high which compose 14, 33, 30, and 23% of the study area, respectively. The GALDIT-Entropy model reduced the errors from expert opinions in the initial GALDIT. The proposed method can be used to assess vulnerability in the coastal aquifers with the same hydro-geological conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aquifer
  • Groundwater vulnerability
  • Entropy
  • Seawater intrusion

مراجع

[1]. Gorgij A.D, Moghaddam A.A. Vulnerability Assessment of saltwater intrusion using simplified GAPDIT method: a case study of Azarshahr Plain Aquifer, East Azerbaijan, Iran. Arabian Journal of Geosciences. 2016; 9(2): 106.
[2]. Nadiri A.A, Sedghi Z, Kazemian N. Optimization of DRASTIC method using ANN to evaluating of vulnerability of multiple Varzqan aquifer. Iranian Journal of ECO Hydrology. 2018; 4(4): 1089-1103. [Persian]
[3]. Javanshir G, Nadiri A.A, Sadeghfam S, Novinpour E.A. Introducing a new method to aquifer vulnerability assessment of Moghan plain based on combination of DRASTIC, SINTACS and SI methods. Iranian Journal of ECO Hydrology. 2017; 3(4): 491-503. [Persian]
[4]. Neshat A, Pradhan B, Shafri HZM. An integrated GIS based statistical model to compute groundwater vulnerability index for decision maker in agricultural area. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2014b; 42(4): 777-788.
[5]. Neshat A, Pradhan B. Evaluation of groundwater vulnerability to pollution using DRASTIC framework and GIS. Arabian Journal of Geosciences. 2017; 10(22), 501.
[6]. Neshat A, & Pradhan, B. An integrated DRASTIC model using frequency ratio and two new hybrid methods for groundwater vulnerability assessment. Natural Hazards. 2015; 76(1), 543-563.
 [7]. Neshat A, Pradhan B, Pirasteh S, Shafri HZM. Estimating groundwater vulnerability to pollution using a modified DRASTIC model in the Kerman agricultural area, Iran. Environmental Earth Sciences. 2014a; 71(7): 3119-3131.
[8]. Chachadi A.G, Lobo Ferreira JPC. Sea water intrusion vulnerability mapping of aquifers using the GALDIT method. 2001.
[9]. Gontara M, Allouche N, Jmal I, Bouri S. Sensitivity analysis for the GALDIT method based on the assessment of vulnerability to pollution in the northern Sfax coastal aquifer, Tunisia. Arabian Journal of Geosciences. 2016; 9(5): 416.
[10]. Mahrez B, Klebingat S, Houha B, Houria B. GIS-based GALDIT method for vulnerability assessment to seawater intrusion of the Quaternary coastal Collo aquifer (NE-Algeria). Arabian Journal of Geosciences. 2018; 11(4): 71.
[11]. Kardan Moghaddam H, Javadi S. Evaluation vulnerability coastal aquifer by GALDIT index and calibration by AHP method. Journal of water and soil conservation. 2016; 32(2): 163-177. [Persian]
[12]. Yu C, Zhang B, Yao Y, Meng F, Zheng C. A field demonstration of the entropy-weighted fuzzy DRASTIC method for groundwater vulnerability assessment. Hydrological sciences journal. 2012; 57(7): 1420-1432.
[13]. Sahoo M, Sahoo S, Dhar A, Pradhan B. Effectiveness evaluation of objective and subjective weighting methods for aquifer vulnerability assessment in urban context. Journal of Hydrology. 2016; 541, 1303-1315.
[14]. Chachadi AG. Seawater intrusion mapping using modified GALDIT indicator model-case study in Goa. JalvigyanSameeksha. 2005; 20: 29-45.
[15]. Shannon CE. A mathematical theory of communication. e Bell System Technical Journal. 1948; 27 (3): 379–423.
[16]. Li G.L, Fu Q. Grey relational analysis model based on weighted entropy and its application. In Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2007. WiCom 2007. International Conference on (pp. 5500-5503). IEEE.
[17]. Wu J, Sun J, Liang L, Zha, Y. Determination of weights for ultimate cross efficiency using Shannon entropy. Expert Systems with Applications. 2011; 38(5), 5162-5165.
اکوهیدرولوژی
دوره 6، شماره 1
فروردین 1398
صفحه 41-50

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 مرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 13 آذر 1397
  • تاریخ پذیرش: 13 آذر 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار