كاربرد اطلاعات دريافتي مختصر در الگو قرار دادن آب زير زميني

‌‌‌مقدمه:
آب ، نيار حياتي براي رشد موفقيت آميز محصولات است . محصولات بايد در مقادير مورد نياز براي رشد بهينه خود مخصوصا در مراحل بحراني رشد محصول ، با آب تامين شوند . آبيار ي ، آب مورد نياز براي رشد محصولات و گياهان را فراهم مي آورد .

از آنجائيكه آبياري چمن ، نهفته ارزيابي و برآورد مي شود براي اينكه تا پايان سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۰۰ از ۵/۱۹ ميليون هكتار در زمان نامحدود تا ۹۵ ميليون هكتار افزايش يابد ، توسعه بيشتر ترتيب اصولي براي بر آوردن نياز جمعيت بر آورد شده ۱۳۹۰ ميليوني كشور تا سال ۲۰۲۵ لازم و ضروري است . در حال حاضر نياز است توليد دانه هاي غذائي از ۲۰۸ ميليون تن تا ۳۵۰ ميليون تن تا سال ۲۰۲۵ افزايش يابد تا نياز به دانه هاي غذائي برآورده شود .

بنابر اين ممكن است توسعه آبيار ي نهفته با كانالها نيز تاثير محيطي داشته باشند .آب با تراوش از سيستم ارسالي و در طي عملكرد آبياري در زمين ها به داخل زمين نفوذ مي كند . اين موضوع تعادل هميشگي آب طبيعي زيرزميني را مختل مي كند ، مخصوصا در مكانهايي كه زهكشي طبيعي بخاطر ويژگي هاي طبيعي خاك يا علتهاي ديگر ناكافي مي باشد .

تجمع آب باعث افزايش آب زير زميني مي شود . بدليل فقدان گردآوري مناسب آب ،افزايش سطح آب زيرزميني ادامه مي يابد .زمانيكه سطح آب تا بخش ريشه اي محصولات بالا مي آيد ، اين حالت باعث سير آب شدن زمين مي شود و زمين را براي استفاده كشاورزي در حالت نامناسب قرار مي دهد . به علاوه نمكهاي موجود در خاك و آبهاي زير زميني بواسطه عملكرد مويين به فضاهاي خالي بالاي خاك منتقل مي شوند و به اين صورت غلظت نمكها باعث شوري خاك مي گردد .

شوري و سيراب شدن زمين ، فرايند عمده انحطاط و نابودي زمين هستند كه بهره بري كفايي و اقتصادي منابع خاك ، زمين و آب را در مناطق تحت اختيار و تسلط محدود مي كنند .
در سال ۲۰۰۲ بازنگري اخير سياست سازمان ملي آب نيز ، تاكيد بيشتري روي زهكشي و آباد سازي زمينهاي شور و سيراب شده ارائه مي كند . بر طبق اين سياست ، سيستم زهكشي بايد قسمت اساسي از هر پروژه آبياري را دقيقا از مرحله برنامه ريزي ، شكل دهد شناسايي تلاشهاي پژوهشي به منظور جلوگيري از سيراب شدن وشوري خاك و آباد سازي زمينهايي كه قبلا شور و سيراب شدند و هم چنين سنجش و كاهش اثرات منفي محيطي پروژه هاي چشمه هاي آبي نيز درخواست مي گردد .

مقالات ، نقشه برداري دقيق و قابل قبولي نواحي را بررسي مي كنند كه تحت تاثير سيراب شدن محل خود واقع مي شوند و وسعت ممكن است در مشخص كردن استراتژيهاي آب مناسب بي نهايت مفيد باشد تا براي احياي زمينهاي سيراب شده قبلي فرايند سيراب شدن را كنترل كند و هم چنين مقادير مفيدي را به عهده بگيرد . روشهاي دريافتي جزئي ، حوزه پهناوري براي ارائه فهرستي از منطقه سيراب شده وكنترل و بازبيني آن مشخص كرده اند . كوبي ( در سال

۱۹۹۶)اظهار كرد كه بررسي دقيق و سريعي از وسعت مناطق سيراب شده را مي توان با استفاده از اطلاعات دريافتي تا اندازه اي ايجاد كرد . وي منطقه سيراب شده را در مرحله اول IGNP از تصورات كميسيون ائتلافي ارتباطات IRSIALISSII در نوزدهم آوريل ۱۹۸۹ و بيست و يكم اكتبر ۱۹۸۹ را مشخص و تعيين كرد .

هم چنين تلاشي براي مرتبط كردن منطقه سيراب شده اشتقاقي IRS-1A با عمق آب موجود و اطلاعات هدايت الكتريكي ايجاد شد تا حساسيت اين منطقه نسبت به فرايند سيراب شدن ارزيابي شود . شارما (در سال ۱۹۹۶)اظهار كرد كه سيستم اطلاعاتي دريافتي و جغرافيائي جزئي ممكن است بطور جداگانه يا در تلفيق با نمونه هاي هيدرولوژيكي (آب شناختي )مورد استفاده قرار گيرد .
وي در ارزيابي خود از كوههاي خشك و بي آب و علف آرژانتين ، تمام روشهاي دريافتي جزئي سيستم اطلاعاتي جغرافيايي و مدل ساز ي هيدرولوژيكي را به طور موفقيت آميز مورد استفاده قرار داده است . با كمك اين روشها ، توسعه بيشتر نمونه منطقه اي فرايندهاي هيدرولوژيكي در زهكشي حوزه يك رودخانه احتمال دارد .

آرواوگيال (در سال ۲۰۰۲ )در مورد علتهاي مختلف سيراب شدن در مرحله اول IGNP بخاطر ميزان بالاي آب ، تراوش بيش از حد آب از كانالها، تالابها ي ممتد فرورفتگي هاي قاگار ، عدم استفاده از آب زير زميني براي آبياري و فقدان دهانه زهكشي طبيعي و غيره به بحث ومناظره پرداختند .
آنها نتيجه گرفتند كه بررسي جامع اقتصادي – اجتماعي بايد براي تجسم جنبه هاي منفي

اقتصادي – اجتماعي فرايند سيراب شدن به عهده گرفته شود .آرواوگيال (در سال ۲۰۰۳)كاربرد سيستم اطلاعاتي جغرافيايي را درتوسعه نمونه دريافتي آب زيرزميني مشخص كردند . لايه هاي مختلف اطلاعات نظير شبكه كانال ، مناطق احيا شده ، زمين شناسي زير سطحي و نمونه زميني ديجيتالي حوزه هاي هانومانگار و اسريگانگا ناگار در سيستم اطلاعاتي جغرافيايي توسعه يافتند و سپس براي توسعه نمونه جريان آب زير زميني در حال توسعه اين منطقه به شبكه متفاوت محدود منتقل شدند .
حوزه بررسي: پروژه اينديراگاند

ي يكي از بزرگترين پروژه هاي آبياري و آب آشاميدني شمال غربي راجستان است . بنابر اين حوزه هاي هانونگار و اسريگا نگا ناگار بخاطر مقدمه سيستم كانالي IGNP در آن ناحيه با شرايط شوري وسيراب شدن شديد زمين مواجه مي شوند . اين بررسي با هدف توسعه نمونه آماري آب زير زميني اين منطقه ، به اين ناحيه اختصاص يافته است .
بينش وسيعتري نسبت به علتهاي سيراب شدن و شوري خاك د ر اين منطقه ونسبت به روش شناسي كه با كنترل آن منطقه تطبيق دارد را مي توان با كمك نمونه آماري بدست آورد كه توسعه يافته مي باشد .
ميزان عمق سطح آب در دستور مرحله اول پروژه IGNP بين ۴۰ تا ۵۰ متر زير سطح زمين متغير است . بنابر اين به زودي بعد از مقدمه آبياري ، سطح آب شروع به بالا آمدن مي كند . درطي سالهاي ۱۹۵۲ تا ۱۹۷۲ ، ميانگين ساليانه ميزان افزايش سطح آب ۴۲/۰ متر در سال بود .
در سال ۱۹۷۸ فرايند سيراب شدن ابتدا در مناطق بادوپال و مانكتري ديده شد .تصوير يك ،آب راكد در زمينهاي دابلي و كالان نزديك مركز ماتيساوالي رانشان مي دهد .قطعه زمينهاي سفيدي كه ديده مي شوند نيز شرايط سخت و طاقت فراساي شوري خاك رانشان مي دهند . تصوير دو نمايانگر شرايط مشابه در Luna Ki Dhani در سمت ديگر كانال مي باشد .

كمبود كانال و زمين كشاورزي كاملا در عكس نمايان و قابل رويت است . در سالهاي ۱۹۷۲ تا ۱۹۸۲ ، افزايش قابل توجه سطح آب تا ۱۷/۱ متر در سال ، عمدتا بخاطر جريان برگشتي آبياري و پر شدن فرورفتگي ها از طريق كانال انحرافي قاگار مورد توجه قرار گرفت . در دهه ۸۲ تا ۹۲ ، افزايش شبكه در سطح آب در بعضي از مناطق تا ۷۶/۰ متر در سال به خاطرافزايش در تبخير ت .
در سالهاي ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۴ سطح آب در اكثر مناطق بخاطر بارندگي كم و جريان كند در سيستم ارسالي ، بي نهايت كاهش يافت .اين مسئله از كاهش مخصوص شرايط سيراب شدن در اين مناطق ناشي مي شود . بنابر اين در سالهاي ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۷ ، سطح آب مجددابه ميزان ۳۰/۰ تا ۷۰/۰ متر در سال شرو ع به بالا آمدن كرد .
از سال ۱۹۹۸ راجستان هر سال با شرايط خشكسالي مواجه مي شود و بنابر اين تا سال ۲۰۰۲ ، كاهش سطح آب و كاهش مرتبط با منطقه سيراب شده دراين ناحيه وجود دارد .
وضعيت سيراب شدن زمين در مرحله اول IGNP از سال ۱۹۹۰ تا ۱۹۹۱ و از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۱ در جدول يك ارائه مي شود . اين ناحيه بررسي در مقايسه با قسمتهاي حوزه هاي هانومانگار و اسريگا نگاناگار ، بين طولهاي جغرافيائي ۷۳۰۵۰ شرقي تا ۷۴۰۳۳ شرقي (حدود ۸۰ كيلومتر )و عرضهاي جغرافيائي ۲۸۰۵۸ شمالي تا ۲۹۰۲۰ شمالي (حدود ۷۴ كيلومتر ) در مرحله اول فاز يك پروژه IGPN قرار دارد اين منطقه كه حدود ۱۷۷۲ كيلومتر مربع را پوشش مي دهد ، بين خط فرعي پروژه IGNP ، كانال اصلي پروژه IGNP ، كانال انحرافي قاگار ، شاخه سوراتگار و انشعاب راواتسار (تصوير يك ) قرار دارد .
ميانگين بارندگي ساليانه دراين منطقه حدود ۲۴۰ ميلي متر است با دمايي كه از ۵۰۰ درجه سانتي گراد در طي ماههاي مي – ژوئن تا حد اقل ۵۰ درجه سانتيگراد در طي ماههاي دسامبر – ژانويه متغير است .
زمين شناسي اين ناحيه كاملا زير پوش

ش ضخيمي از ماسه خاكستري و رسوبات آبرفتي دوره كواترنري پنهان مي شود .
در اين ناحيه هيچ نمايش صخره اي در سطح زمين اتفاق نمي افتد .تپه هاي شني شامل گل ولاي و ماسه كاملا دانه دانه هستند كه به رنگ قهوه اي زرد يا زرد مايل به قهوه اي مي باشند ازآنجائيكه رديفهاي چينه شناسي تعميم يافته از سنگ شناسي سوراخهاي عميق ، حفره ها به اضافه چشمه هاي لوله اي مشتق مي شوند ، بررسي فشار سنج هاي ايالات و مرزهاي آبي زميني مركزي و نقشه برداري زمين شناختي از طريق بررسي زمين شناختي هندوستان كه در ذيل آمد ، انجام مي شود .

دوره كواترنري :
اواخر دوره بليستوسن : ماسه هاي انبوه – شن دانه دانه و گرد شده خيلي خوب ، خاك رس گل شده و سنگ آهك رس دار همراه با دانه هاي زياد شن هاي درشت و متوسط .

دوره پالئو زوئيك :
ماسه سنگهاي دانه درشت آهن دار محكم همراه با لايه هاي مياني سنگ خاك رسي .

نمونه آماري آب زيرزمين :

نمونه آماري آب زيرزميني اين ناحيه مورد بررسي با اهداف ذيل توسعه داده شد :
۱-سرعت جريان و سطوح پيش بيني شده آتي آب زير زميني را براي بيست سال بعد تخمين بزنيد . با توجه به اين مسئله كه شرايط فعلي بر اين عوامل مستولي مي شوند .

۲-اين موضوع افزايش يا كاهش برآورد شده در ميزان درجه شوري يا سيراب شدگي اين ناحيه را در آينده نشان مي دهد .

 

۳-احتمال دارد با شناسائي اين ناحيه بينش بهتري نسبت به علتهاي ميزان درجه شوري و سيراب شدگي خاك ايجاد شود .

۴-استفاده از روش شناسي براي اينكه با كنترل خاك و عملكرد مقايسه اي آنها تطبيق داده شود . در اين نمونه آماري ، جريان آب زير زميني بطور تقريبي با معادلات متفاوت جزيي اندازه گرفته مي شود كه به طور همزمان با رمز كامپيوتري حل مي شوند تا سرعتهاي جريان و سطوح آتي آب را پيش بيني كنند .
بررسي زمين شناختي نمونه قياسي جريان آب زير زميني داراي تفاوت جزيي كه معمولا تحت عنوان جريان M.D شناخته مي شود يكي از رايجترين رمزهاي كامپيوتري مي باشد . اين رمز مي تواند جريان آب زير زميني را با يك وسيله ناهمسانگرد و ناهمگون سه بعدي نشان دهد .اين رمز مي تواند جريان آب زير زميني را با استفاده از عملكرد الگوي دريافتي توسعه داد .
عملكرد شبكه اي مستقيما به ايجاد شبكه سه بعدي داراي تفاوت جزيي نياز دارد كه ناحيه مورد بررسي را پوشش مي دهد و منابع يا چاهها ، ويژگي هاي خاك ، سطوح آب زيرزميني و ديگر پارامترهاي دروني نمونه را مستقيما براي كانونهاي مشخصي مشخص وتعيين مي كند .
عملكرد نمونه دريافتي ، استفاده از ابزار اطلاعات جغرافيايي را در بر مي گيرد تا نمونه دريافتي از اين محل كه مشخص شده ، توسعه يابد پس نرم افزار كامپيوتري GMS را مي توان براي تبديل نمونه دريافتي به نمونه شبكه اي و فرايند بعدي حاصل از شبيه ساز ي مدل مورد استفاده قرار داد .
در بررسي فعلي ، نرم افزارLDDT براي توسعه لايه هاي مختلف اطلاعات جغرافيايي بكار رفته است .مودم IRS IC LISS III در نرم افزار نقشه كش ER طبقه بندي شد تا از اطلاعات دريافتي جزيي به عنوان ورودي نمونه دريافتي استفاده شود .

لايه هاي مختلف اطلاعات جغرافيايي وارد نرم افزار GMS شدند تا نمونه دريافتي آب زير زميني را توسعه دهند كه به شبكه متفاوت محدود بر اساس نمونه مناسب براي جريان M.D منتقل شده بود .
در حال حاضر اين مدل با استفاده از سطوح شناخته شده آب زير زميني در سالهاي ۱۹۹۱ تا ۱۹۹۵ اعتبار يافته است ، سپس اين مدل استفاده شد تا واكنش آتي لايه آبزا نسبت به فشارهاي مختلف پيش بيني شود .
اطلاعات جزيي دريافتي از تصاوير قبلي و بعدي بادهاي موسمي IRS IC LISS III مورد استفاده قرار گرفتند تا ناحيه سيراب شده و نقشه هاي بهره وري از زمين يا پوشش زمين ناحيه مورد بررسي را تعميم دهند .
تصوير دو ، تركيب رنگي مصنوعي متشكل از گروههاي يك تا سه بادها ي موسمي بعدي را نشان مي دهد . همانطور كه در نرم افزار نقشه كشي ER به تصوير كشيده شده است . تصوير ، با تبديل ليمت هاي ورودي به نمودار ستوني ۹۹ درصدي (۵/۰ درصد از پايين و ۵/۰ از انتهاي بالايي )از نظر گرافيكي افزايش يافته است .

كانال IGNP از شمال شرقي تا جنوب غربي ، كاملا در قسمت پايين محدوده تصوير ديده مي شود . بستر رودخانه قاگار نيز در قسمت بالايي تصوير نمايان است . باريكه هاي سه و چهار استفاده شدند تا ناحيه سيرا ب شده و حساس به سيراب شدگي همانطور كه در تصوير سه نشان داده شده ، را به تصوير بكشند .