پایان نامه فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و مدل رقومی ارتفاع (DEM)

رودخانه الند نیز از شاخههای مهم رودخانه قطور بوده که در شهرستان خوی جریان دارد. این رودخانه خروجی مشخصی نداشته و جریانهای سطحی آن نقش اساسی در تغذیه سفرههای آب زیرزمینی دشت خوی دارند. به‌طورکلی متوسط بارندگی سالیانه در دشت خوی بین 270 تا 320 میلیمتر است (سازمان هواشناسی کشور).
شکل 3-1- موقعیت دشت خوی نسبت به کشور، استان آذربایجان غربی و شهرستان خوی
3-2-1- شناسایی و انتخاب عوامل مؤثر در مکانیابی تغذیه آبهای زیرزمینی
در این پژوهش جهت انتخاب محلهای مناسب تغذیه مصنوعی با استفاده از تجربیات متخصصین و بررسی مطالعات انجام‌گرفته و مرور منابع مختلف معیارهای شیب، هدایت الکتریکی آب، عمق آبهای زیرزمینی، زمینشناسی و رتبهبندی آبراههها در نظر گرفته شد. لایههای اطلاعاتی مربوط به هرکدام از معیارها با استفاده از منابع دادهای مختلف (جدول 3-1)، تهیه و در محیط GIS طبقهبندی و با استفاده از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی تلفیق شدند.
لایه مدل رقومی ارتفاع (DEM) از دادههای ماهوارهای ASTER تهیه گردید و با استفاده از ArcGIS، نقشه ارتفاع، شیب و آبراههها و به‌تبع آن لایه رقومی رتبهبندی آبراههها با استفاده از روش استرالر ساخته شد. در یک رتبهبندی دقیق، استرالر، روشی را برای رتبهبندی شاخه رودها به کار گرفته است که بر اساس آن، در یک سیستم زهکشی حوضه آبریز، آبراهه اصلی از ترکیب ردههای اول، دوم، سوم و ردههای بعدی تشکیل میشود. تمامی ردههای آبراههای همراه با یک پیوستگی خاص و دقیق در شکلگیری سیستم زهکشی آن حوزه، دخیل هستند. در این روش، شاخه رودهای کوچک میتواند در سرنوشت رتبه یا زهکشی اصلی که آبها را از منطقه خارج میکند مؤثر باشد (رامشت، 1375).
به‌منظور تهیه لایه رتبهبندی آبراههها با استفاده از لایه مدل رقومی ارتفاع، نقشه جهت جریان و انباشت جریان تولید شدند. جهت جریان، جریان آب از یک پیکسل با مقدار شیب بیشتر به شیب کمتر میباشد (شکل 3-2). همچنین پهنای جریان نیز در تعیین جهت جریان در این فرآیند نقش دارد.
شکل 3-2- جهت جریان در پیکسل‌ها از پیکسل با شیب بیشتر به پیکسل با شیب کمتر
جهت جریان با توجه به رابطه 3-1 تعیین میگردد:
رابطه 3-1
در رابطه بالا، Fi جریان نسبی وLi پهنای جریان است. مقدار Li برابر با  برای قطری است و 2/1 قطر برای جریان به چهار پیکسل مجاور میباشد. در این رابطه، فاصله هر پیکسل و ai زاویه شیب i امین پیکسل مجاور است.
تعیین خصوصیات هیدرولوژیکی یک سطح توانایی تعیین جهت جریان برای هر سلول شبکه یکی از موارد اساسی میباشد که مسیر تخلیه آبهای سطحی را نمایش میدهد و لازمۀ آن تعیین جهت جریان برای هر سلول در یک منطقه میباشد. درواقع جهت جریان یک تابع کانونی است که برای همسایگی 3×3 از سلولها در مرکز سلول قرار میگیرد که دارای 8 جهت خروجی (متناسب با 8 سلول همسایه که جریان میتواند به آن سمت حرکت کند) است. مطابق شکل 3-2 در صفحه قبل نرم‌افزار پرشیبترین جهت را برای هر سلول در نظر گرفته و کدی را به آن نسبت میدهد که نمایش‌دهندۀ جهت جریان آن سلول میباشد.
مثلاً اگر در یک سلول جهت جریان به شمت شمال باشد شبکه خروجی دارای مقدار 64 خواهد بود. این مقدار مطلق یا نسبی نیست بلکه عددی برای نمایش جهت جریان به‌صورت اسمی است. شکل 3-3 نمایش شماتیکی از کدگذاری جهت جریان در نرم‌افزار ArcMap است.
شکل 3-3- نمایش شماتیک جهت جریان به‌دست‌آمده از نرم‌افزار ArcMap
اگر مسیر جریان شناخته شود میتوان تعیین کرد که کدام قسمت (سلول) از مسیر نسبت به دیگر قسمتها دارای آب بیشتری است و این کار با شمارش تعداد سلولهایی انجام میگیرد که به هر سلول واقع در پای شیب ختم میگردد. درواقع در یک سطح انباشت مقداری که برای هر سلول به دست میآید معرف تعداد کل سلولهایی است که به داخل یک سلول منحصربه‌فرد میریزد (شکل 3-4). لذا برای شناسایی مجرای آبراههها از سلولهایی که انباشت بالایی دارند و نواحی با جریان متمرکز بوده استفاده میشود.
شکل 3-4- جریان از 35 سلول به سمت سلول مشخص‌شده است
هرکدام از معیارها به نحوی بر توانمندی هر نقطه برای تغذیه مصنوعی تأثیر میگذارد (مهریان و همکاران، 1390):
شیب عامل تأثیرگذار در سرعت رواناب بوده و باعث افزایش میزان فرسایش نیز میشود، بنابراین میتوان گفت مناطق با شیب کم برای تغذیه مصنوعی مناسبترند.
توجه به میزان آلودگی آب و پیشگیری از ورود آن به سفرههای آب زیرزمینی از دیگر معیارهای مهم در تغذیه مصنوعی آبخوان است، بر این اساس بهتر آن است که منابع آب زیرزمینی در محل تغذیه مصنوعی از کیفیت بالایی برخوردار باشند. ازآنجاکه هدایت الکتریکی نمایانگر میزان املاح در آب است میتوان از آن بهعنوان نمایانده کیفی آب استفاده کرد.
عمق سطح آب زیرزمینی نشاندهندۀ ضخامت لایه خشک است، هرچه این لایه دارای ضخامت کمتری باشد توانمندی تغذیه کاهش مییابد.
سرعت نفوذ آب به درون زمین وابسته به میزان نفوذپذیری ذاتی سازندهای زمینشناسی است. یک آبخوان آبدار در یک سازند دارای شرایط ویژه، شکل میگیرد.
در یک پروژه تغذیه مصنوعی مقدار رواناب از پارامترهای مهم میباشد که ارتباط مستقیمی با رده آبراهه دارد. مناسبترین مکان برای تغذیه مصنوعی نواحی اطراف آبراهههای رده‌بالا میباشد که مقدار کافی رواناب برای اجرای طرح را دارد. بعد از تلفیق لایهها و مشخص شدن محلهای مناسب جهت تغذیه مصنوعی، بایستی که ازنقطه‌نظر نزدیک بودن به منابع آب، بررسی شوند. اگر منطقهای از حیث عوامل تأثیرگذار دیگر مناسب تشخیص داده شود ولی هیچ گذرگاه آبی در آن نزدیکی وجود نداشته باشد، در عمل نمیتوان پروژه را در آن اجرا کرد.
جدول 3-1- عوامل مهم و مؤثر در مطالعات تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی
نقشه عوامل
منابع تولید نقشه
درصد شیب و رتبه آبراههها
نقشه DEM به‌دست‌آمده از داده‌های ماهوارهای ASTER