پایش نوسانات آبخوان دشت بیرجند با استفاده از تصاویر ماهواره ای GRACE و تحلیل های مکانی GIS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران آب و سازه های هیدرولیکی و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی ، مشهد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سنجش از دور، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

باتوجه به افزایش استفاده از آب های زیرزمینی ، مخصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران ، مدیریت استفاده از آب های زیرزمینی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این زمینه شناسایی تغییرات و نوسانات سطح آبهای زیرزمینی می تواند به تصمیم گیری درست در این خصوص کمک کند. ماهواره GRACE پروژه مشترک ناسا و سازمان فضایی آلمان بوده که به منظور پایش تغییرات گرانشی کره زمین و نوسانات کمی ذخایر آب‌های زیر زمینی در رزولوشن مکانی چند صد کیلومتری به فضا پرتاب شد. با توجه به اینکه اندازه گیری های زمینی در مقیاس منطقه‌ای جهت پایش کمی آب‌های زیرزمینی به اندازه کافی وجود ندارد، از داده‌های منحصر به فرد این ماهواره جهت پایش تغییرات کمی سالانه ذخایر آب‌های زیرزمینی استفاده می‌شود. پردازش داده‌ها در پلتفرم تحت وب Google earth engine و با استفاده از سه الگوریتم GFZ، JPL و CSR انجام گردید و نتایج با استفاده از داده‌های پیزومتری سال 1387 تا 1397 مقایسه شد. این مقایسه با ایجاد یک رگرسیون خطی بین تغییرات بدست آمده از الگوریتم‌های سنجنده GRACE و داده‌های پیزومتری انجام شد که نتیجه آن یک همبستگی 69 درصدی بین تغییرات بدست آمده از دو روش مذکور بود. همچنین جهت تحلیل مکانی و زمانی سطح ایستابی آبخوان با استفاده از نرم افزار ARC GIS پهنه بندی صورت گرفت، نتایج بیانگر این بود طی بازه زمانی سال های 1387 تا 1397 به دلیل کمبود بارش ها، عدم تغذیه آبخوان و اضافه برداشت، سطح ایستابی افت قابل توجهی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Monitoring the fluctuations of the Birjand Plain aquifer using the GRACE satellite images and GIS spatial analysis

نویسندگان [English]

  • Mobin Eftekhari 1
  • Kavosh Madadi 2
  • Mohammad Akbari 3
1 Master of Science (MSc), Civil Engineering, Water and Hydraulic Structures, Young Researchers and Elite Club, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
2 Master of Science in Remote Sensing Engineering, University of Industrial and Technological Advanced Studies, Kerman
3 Dept. of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده [English]

Considering the increasing use of groundwater, especially in the arid and semi-arid regions such as Iran, management of groundwater use is of a great importance. In this context, identification of changes and fluctuations in groundwater levels can help to make the right decision. The Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) was a joint mission of NASA and the German Aerospace Center. which took detailed measurements of Earth's gravity field anomalies and fluctuations in groundwater resources at a spatial resolution of a few hundred kilometers. Due to the lack of in-situ measurements at a regional scale for the quantitative groundwater monitoring, this satellite's unique data is used to monitor quantitative annual changes in the groundwater resources. Data processing was performed on the Google Earth engine web platform using three JPL, GFZ and CSR algorithms. Results are compared using piezometric data from 2008 to 2018. This comparison was performed by a linear regression between the changes obtained from GRACE algorithms and piezometric data, which resulted in a 69% correlation of these two methods. Also in order to spatial and temporal analysis of water level the aquifer, the zoning was performed using ArcGIS software. The results indicated that during the period of 2008 to 2018 due to lack of rainfall, lack of net recharge and over-extracting, the water level in the studied aquifer has been significantly reduced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Remote Sensing
  • Geographical information system
  • Google earth engine
  • GRACE

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 30 مهر 1398
  • تاریخ دریافت: 22 اردیبهشت 1398
  • تاریخ بازنگری: 15 مرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 12 شهریور 1398