رتبه‌بندی مناطق مستعد احداث سد زیرزمینی (منطقه مورد مطالعه: حوزه باغک سرنی استان هرمزگان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایران.

2 کارشناس ارشد سنجش از دور و GIS، دانشگاه هرمزگان،‌ هرمزگان، ایران.

3 کارشناسی ارشد بیابان‌زدایی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان ، ایران.

4 کارشناسی ارشد GIS، دانشگاه آزاد تبریز واحد ممقان، تبریز، ایران.

چکیده

ععلیرغم بارندگی کم که با پراکنش زمانی نامنظم همراه است حجم زیادی از بارندگی‌ها در استان هرمزگان بدلیل شدت زیاد و رگباری بودن به صورت رواناب هدر می‌رود. از سوی دیگر منابع آب سطحی جاری از قبیل رودخانه‌ها و دریاچه سدها بدلیل پتانسیل تبخیر زیاد با هدر رفت بخش مهمی از ذخایر روبرو هستند. شناسایی مناطق مناسبی از دشتهای آبرفتی برای ذخیره آب در زیر زمین راهکار مناسبی برای توسعه منابع آب در این شرایط است. ‌تعیین مناطق مناسب به این منظور به معیارهای گوناگون اکولوژیک و انسانی وابسته است. بر اساس ادبیات تحقیق عوامل اقتصادی- اجتماعی (نیاز آبی و دسترسی)، محور سد زیرزمینی (عمق، طول و لیتولوژی)، مخزن سد زیرزمینی (نفوذپذیری، شیب و سطح مخزن) و آب (کمیت و کیفیت آب) از جمله مهم‌ترین معیارهای موثر نام برده شده‌اند. در این تحقیق از فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) در وزن‌دهی معیارهای اصلی و فرعی موثر بر تعیین پتانسیل احداث سد زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه بهره‌گیری شد. شاخص کمیت آب با وزن 0.833، نیاز آبی با وزن 0.8 و عمق محور و نفوذپذیری مخزن با وزن برابر 0.637 از مهم‌ترین شاخص‌های تحقیق هستند. لایه‌های اطلاعاتی هر یک از معیارها فازی‌سازی شد. سپس با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و بازدید میدانی 14 محور (گزینه) تشخیص داده و انتخاب شد. با تلفیق نهایی داده‌ها در محیط ArcGIS شاخص تناسب برای هر محور محاسبه و رتبه‌بندی گردید. نتایج بدست آمده نشان داد گزینه‌ی 14 در شمال غربی منطقه مورد مطالعه شرایط مناسب و قابلیت احداث سد زیرزمینی را دارد. حساسیت سیستم به رتبه‌بندی‌ها با تغییر 5± و 10± درصد وزن معیارهای دارای بالاترین درجه تأثیر مورد آزمایش قرار گرفت. گزینه انتخابی دارای نفوذپذیری مناسب بوده و عمق محور آن 12-9 متر است. به علاوه در زیرحوزه B1 با متوسط بارش سالانه 207.1 میلی‌متر و دارای حجم نزولات 1.9 میلیون مترمکعب، واقع شده است. این ویژگی‌ها از پتانسیل‌های مناسب احداث سد زیرزمینی در منطقه می‌باشد. بنابراین نتایج نشان داد مدل بدست آمده از ثبات کافی در اولویت‌بندی محورها نسبت به یکدیگر برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Ranking of suitable areas to underground dam construction (Case Study: Baghak Serney basin, Hormozgan Province)

نویسندگان [English]

  • Yahya Esmaeilpour 1
  • Hamidreza Amiri 2
  • Sanaz Fallah 3
  • Nahid Mirzaheh 4
1 Assistant Professor, Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Hormozgan University, Hormozgan, Iran.
2 M.Sc. of RS & GIS, Hormozgan University, Hormozgan, Iran.
3 M.Sc. Of Desertification, Hormozgan University, Hormozgan, Iran.
4 M.Sc. of GIS, Azad University of Tabriz, Mamqan Branch, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Despite the low rainfall, which is amplified by disordered time distribution, a large amount of rainfall in Hormozgan province is wasted as runoff due to highly intensive and shower rains. On the other hand, an important part of the reserves of surface water resources such as rivers and dam lakes are losing due to high evaporation potential. Determining susceptible areas for construction of underground storages in plains covered by quaternary deposits is a good way to develop water resources in these conditions. Determination of the proper areas for this purpose depends on various ecological and anthropogenic criteria. Based on the research literature, socio-economic factors (water need and access), underground dam axis (depth, length and lithology), underground dam reservoir (permeability, slope and surface of the reservoir) and water (quantity and quality of water) named as the most important effective criteria. In this research, the Analytic Hierarchy Process (AHP) used to weigh the main and sub-criteria affecting the determination of the potential of underground dam construction in the study area. Sub-criteria of water quantity with a weight of 0.833, water demand with a weight of 0.8 and axis depth and reservoir permeability with a weight of 0.637 are the most important indicators of the research. The information layers of each criterion were fuzzy. Then, using satellite data and field control 14 axes (options) were distinguished and selected. Then by compilation of information layers in the ArcGIS environment, indices were calculated and ranked for each axis. The results showed that options 14 in the northwest of the region has requirements and the capability to build an underground dam. The system sensitivity in the rankings was tested by changing the ±5 and ±10 percent in weight of the highest-grade criteria. The selected option has suitable permeability and the depth of its axis is 9-12 meters. In addition, it is located in sub-basin B1 with an average annual rainfall of 207.1 mm and a rainfall volume of 1.9 million cubic meters. These features are among the suitable potentials for the construction of an underground dam in the region. So the results showed that the model has the sufficient stability in the axes prioritization relative to each other.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water harvesting
  • Spatial multi-criteria decision making
  • Underground dams
  • Serney basin
ایدون، م.ر.، بیگی‌پور، غ.ح.، و دهقانیان، م.ص. (1397). مکان‌یابی ساختگاه سد زیرزمینی در حوزه آبریز رودخانه گز در استان هرمزگان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). جغرافیا و برنامه‌ریزی منطقه‌ای، (1)9، 114-99.
بهاروند، س.، امیری امرایی، و.، و سوری، س. (1399). ارزیابی استعداد احداث سد زیرزمینی با بهره‌گیری از روش سلسله مراتبی فازی در دشت کوهدشت. پژوهش‌های آبخیزداری، (4)33، 161-145.
چزگی، ج.، مرادی، ح.ر.، خیرخواه زرکش، م.م.، قاسمیان، د.، و روستای، ی. (1388). مکان‌یابی سد زیرزمینی به روش معیارهای حذفی با استفاده از GIS (مطالعه موردی: غرب استان تهران). پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. گرگان، اردیبهشت 1388، 10 ص.
خزایی، م.، خیرخواه زرکش، م.م.، میرزایی، م.ر.، صالح، ا.، و عزیزی، ف. (1400). بررسی تأثیر عامل‌های مختلف بر مکان‌یابی و احداث بندهای زیرسطحی در استان کهگیلویه و بویراحمد. پژوهش‌های آبخیزداری، (1)34 ، 15-2.
روهینا، ا.، احمدی، ح.، معینی، ا.، و شهریور، ع. (1399). مکان‌یابی مناطق مستعد احداث سد زیرزمینی با استفاده از منطق بولین و روش AHP در آبخیز امام‌زاده جعفر گپساران. پژوهش‌های آبخیزداری، (4)33، 17-2.
سعادتی، م. (1381). تعیین شاخص‌های مکانی جهت ایجاد سدهای زیرزمینی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد گروه عمران دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.
سلامی، ه. (1385). مکان‌یابی سدهای زیرزمینی در مناطق آذرین با استفاده از دورسنجی (مطالعه موردی: دامنه شمالی کوه کرکس). پایان‌نامه کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید بهشتی، 140ص.
طباطبائی یزدی، ج. (1381). بهره برداری از جریانات زیر سطحی در آبراهه‌های فصلی با استفاده از سدهای زیرزمینی. مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری.
فلاح، س.ا.، قبادی‌نیا، م.، شکرگزار دارابی، م.، و قربانی دشتکی، ش. (1391). بررسی پایداری منابع آب زیرزمینی، دشت داراب، استان فارس، پژوهش آب در کشاورزی، (2)26، 172-161.
مالچفسکی، ی. (1385). سامانه اطلاعات جغرافیایی و تحلیل تصمیم چندمعیاره. ترجمه: ا. پرهیزگار و ع. غفاری گیلانده. تهران: انتشارات سمت، 608 ص.
محمدی، ح.، و شمسی پور، ع.ا. (1382). تأثیر خشکسالی‌های اخیر در افت منابع آب زیر زمینی دشت‌های شمال همدان. پژوهش‌های جغرافیایی، 45، 130-115.
معماریان، ح. (1392). زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک (چاپ ششم). تهران: انتشارات دانشگاه تهران، 952ص.
میان‌آبادی، ح.، و افشار، ع. (1385). کاربرد تصمیم‌گیری چندمعیاره (MADM) در تأمین آب شهر زاهدان. دومین کنفراس منابع آب، بهمن 1385، 8ص.
Abdoulhalik, A., and Ahmed. A. (2017). How does layered heterogeneity affect the ability of subsurface dams to clean up coastal aquifers contaminated with seawater intrusion?. Journal of Hydrology, 553, 708-721.
Archwichai, L., Mantapan, K., and Srisuk, K. (2005). Approachability of Subsurface Dams in the Northeast Thailand. International Conference on Geology, Geotechnology and Mineral Resources of Indochina (GEOINDO 2005), January 2005, 149-155.
Chen, S.J., and Hwang, C.L. (1992). Fuzzy Multiple Attribute Decision Making. Berlin: Springer- Verlag, 536p.
Dortaj, A., Maghsoudy, S., Doulati Ardejani, F., and Eskandari, Z. (2020). Locating suitable sites for construction of subsurface dams in semiarid region of Iran: using modified ELECTRE III. Sustainable Water Resources Management, 6(1), 1-13.
dos Santos Gomes, J.L., Vieira, F.P., and Hamza, V.M. (2018). Use of electrical resistivity tomography in selection of sites for underground dams in a semiarid region in southeastern Brazil. Groundwater for Sustainable Development, (7), 232-238.
Eastman, J.R. (1997). IDRISI for windows users guide, version 3.2, Clark labs for cartographic technology and Geographic Analysis. Worcester: Clark University.
Forzieri, G., Gardenti, M., Caparrini, F., and Castelli, F. (2007). A methodology for the pre-selection of suitable sites for surface and underground small dams in arid areas: A case study in the region of Kidal, Mali. Physics and Chemistry of the Earth 33(1): 74-85.
Foster, S., Azevedo, G.B., and Baltar, A.M. (2002). Subsurface Dams to Augment Groundwater Storage in Basement Terrain for Human Subsistence-Brazilian Experience. World Bank, 5, 5p.
Jamali, I.A., Mortberg, U., Olofsson, B., and Shafique, M. (2014). A spatial multi-criteria analysis approach for locating suitable sites for construction of subsurface dams in Northern Pakistan. Water Resources Management. 28(14): 5157–5174.
Kheirkhah Zarkesh, M. (2005). Decision Support System (DSS) For Floodwater Spreading Site Selection in Iran, PhD Thesis, Department of Land Degradation and Development, Wageningen University, Wageningen, 273p.
Kim, B.R., and Lee, S. I. (2021). Conjunctive Operation of Surface and Subsurface Dams Based on Drought Severity. Water, 13(6), 1-18.
Klir, J., and Yuan, B. (1995). Fuzzy sets and fuzzy logic: Theory and Applications. New Jersey: Prentice Hall, 574p.
Lafayette, F.B., Montenegro, S.M.G.L., Coutinho, A.P., Soares, W., Antonino, A.C.D., Silva, B.B.D., and Rabelo, A. (2019). Experimentation and modeling of soil evaporation in underground dam in a semiarid region. Brazilian Journal of Water Resources, 24(2), 1-11.
Mbilinyi, B.P., Tumbo, S.D., Mahoo, H.F., and Mkiramwinyi, F.O. (2007). GIS-based decision support system for identifying potential sites for rainwater harvesting. Physics and Chemistry of the Earth, 32(15-18), 1074-1081.
Nilsson, A. (1988). Underground Dams for Small–Scale Water Supply IT: pub.
Sun, Y., Xu, S.G., Kang, P.P., Fu, Y.Z., and Wang, T.X. (2019). Impacts of Artificial Underground Reservoir on Groundwater Environment in the Reservoir and Downstream Area. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(11), 1-21.
Tabesh, E. (1992). Map integration model applied in site selection. 241-266. In: Kurzl, H., and Merriam, D.F., Use of microcomputers in Geology. Boston: Springer, 285p.
Wipplinger, O. (1958). The Storage of Water in Sand: An Investigation of the Properties of Natural and Artificial Sand Reservoirs and of Methods of Developing Such Reservoirs. Windhoek: South-West Africa Administration, 107p.
Yalcin, A. (2008). GIS-based landslide susceptibility mapping using analytical hierarchy process and bivariate statistics in Ardesen (Turkey): Comparisons of results and confirmations. Catena. 72(1): 1-12.