به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

کریجینگ

در نشریات گروه محیط زیست
تکرار جستجوی کلیدواژه کریجینگ در نشریات گروه علوم پایه
  • ولی بهنام، علی کرمی، صدیقه صفرزاده شیرازی*

    پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات مکانی برخی از ویژگی های خاک از جمله بافت خاک، کربن آلی، pH و شوری خاک با استفاده از روش های زمین آمار در منطقه شهرستان مارگون انجام شد. بدین منظور از منطقه مورد مطالعه تعداد 58 نمونه خاک سطحی از عمق (cm صفر تا  cm30) تهیه و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ها اندازه گیری شد. ویژگی های مورد مطالعه با روش های مختلف میان یابی شامل کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده، کریجینگ گسسته، کوکریجینگ، و وزن دهی عکس فاصله (IDW) و با استفاده از نرم افزار GIS تخمین زده شد. دقت این روش ها با استفاده از میانگین خطای مطلق (MAE)، و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) ارزیابی شد. بر اساس میانگین مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا، مدل کروی برای pH، شوری، درصد شن و درصد سیلت خاک و مدل نمایی برای درصد رس و کربن آلی خاک دارای بیشترین مقدار دقت بودند. همچنین نتایج پژوهش نشان داد که روش کوکریجینگ معمولی برای کربن آلی و pH، روش کوکریجینگ ساده برای درصد رس و سیلت، روش کریجینگ ساده برای شوری خاک و روش کریجینگ معمولی برای درصد شن در مقایسه با سایر روش های مطالعه شده مناسب تر بودند.

    کلید واژگان: کریجینگ، سیستم اطلاعات جغرافیایی، وزن دهی عکس فاصله
    Vali Behnam, Ali Karami, Sedigheh, Safarzadeh Shirazi *

    The aim of this study was to investigate the spatial variation of some soil properties such as soil texture, organic carbon content, soil pH and electrical conductivity (EC) using geostatistical methods in Margon town, Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad province, Iran. For this purpose, 58 surface soil samples (0-30 cm depth) were prepared from the studied area and some physical and chemical characteristics of the soils were measured. The studied properties were estimated by various interpolation methods including ordinary kriging, simple kriging, disjunctive kriging, co-kriging, and inverse distance weighting (IDW) using GIS software. The capability of these methods was evaluated by the mean absolute error (MAE), and the root mean square error (RMSE). Based on the absolute mean error and the squared mean squared error, the spherical model for pH, salinity, sand percentage and soil silt percentage and the exponential model for clay and organic carbon percentage had the highest accuracy. Moreover, the results indicated that conventional co-kriging method for organic carbon percentage content and soil pH, simple co-kriging method for clay and silt percentage, simple kriging method for soil EC, and conventional kriging method for sand percentage were the most suitable methods as compared to the other studied methods.

    Keywords: Inverse Distance Weighting, GIS, Kriging
  • سید محمدرضا حسینی وردنجانی، مجتبی خوش روش*، مرضیه قهرمان، مسعود نادری

    کاهش چشمگیر منابع آب سطحی و خشکسالی های متناوب اخیر استفاده از منابع آب زیرزمینی را بیشتر نموده و باعث کاهش کیفیت این آب ها شده است. در این پژوهش 28 نمونه از آب چاه نقاط مختلف در شهرستان خانمیرزا، لردگان، بروجن، اردل و کیار در سال 1400-1399 برداشت و در آزمایشگاه مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفت. برای ارزیابی کیفی نمونه ها جهت استفاده در بخش های کشاورزی، شرب و صنعت از دیاگرام ویلکوکس، دیاگرام شولر و شاخص لانژیلر استفاده شد. با استفاده از روش های درونیابی، خصوصیات شیمیایی نمونه های برداشت شده در محدوده مورد مطالعه بررسی و نقشه های پهنه‏بندی کیفی با روش کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله تهیه شد. نتایج نشان داد که بر طبق دیاگرام ویلکوکس اکثر نمونه ها در محدوده  قرار دارند و برای مصارف کشاورزی مناسب هستند. این نمونه ها بر طبق دیاگرام شولر برای مصارف شرب در محدوده کیفیت  و برای شرب مناسب و بر مبنای شاخص لانژیلر در محدوده رسوب گذار و خورنده قرار می گیرند. این پژوهش کمک می نماید تا تصمیم گیران با داشتن دیدی روشن با توجه به نقشه های کیفی آب زیرزمینی، بتوانند برنامه ریزی جامع و مفیدی در خصوص بهره برداری و نگهداری از منابع آب زیرزمینی داشته باشند.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، خشکسالی، کریجینگ، وزن دهی عکس فاصله
    Seyed Mohammadreza Hosseini Vardanjani, Mojtaba Khoshravesh *, Marzieh Ghahreman, Masoud Naderi

    The significant reduction of surface water resources and recent recurrent droughts have increased the reliance on groundwater sources, leading to a decline in their quality. In this study, 28 samples of well water from different locations in Khanmirza, Lordegan, Borujen, Ardal and Kiar were collected in 2020-2021 and underwent chemical analysis in the laboratory. To evaluate the quality of the samples for use in agricultural, drinking and industrial sectors, the Wilcox diagram, Schuler diagram and Langlier index were used. Using interpolation methods, the chemical properties of the samples taken within the study area were examined and qualitative zoning maps were prepared using Kriging and inverse distance weighting methods. The results showed that according to the Wilcox diagram, most of the samples are within the range of C2S1 and are suitable for agricultural purposes. According to the Schuler diagram, these samples are within the range of good quality for drinking and based on the Langlier index, they are within the range of precipitating and consumable. This study helps decision-makers to have a clear view and plan comprehensively and effectively for the exploitation and preservation of groundwater resources, taking into account the qualitative maps of groundwater.

    Keywords: Drought, Groundwater, Inverse distance weighting, Kriging
  • ساسان وفایی*، رحیم ملک نیا، حامد نقوی، امید فتحی زاده
    زمینه و هدف

    کسب اطلاعات به هنگام از وضعیت کمی و کیفی جنگل ها در تشریح پایداری اکوسیستم، طراحی طرح های مدیریتی و حفاظتی مفید است. با توجه به نقش جنگل های زاگرس در حفاظت از آب و خاک و اهمیت تاج پوشش در جنگل های زاگرس و هزینه زیاد و زمان بر بودن اندازه گیری آن از طریق روش های میدانی، کارایی فنون سنجش از دور و زمین آمار در برآورد تاج پوشش جنگل های منطقه باغان شهرستان مریوان بررسی شد.

    روش بررسی

    ابتدا 89 قطعه نمونه 1/0 هکتاری در منطقه پیاده و تاج پوشش درختان و موقعیت قطعات نمونه برداشت شد. در روش سنجش از دور از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست و مدل رگرسیون خطی چندگانه استفاده شد. بدین ترتیب پس از پردازش تصاویر، ارزش های متناظر قطعات نمونه از باندهای اصلی و باندهای حاصل از شاخص های گیاهی و تجزیه مولفه های اصلی، استخراج شد. در روش زمین آمار از مدل نمایی برازش داده شده بر نیم تغییرنما به روش کریجینگ معمولی استفاده شد.

    یافته ها

    نتیجه واریوگرافی نشان از ساختار مکانی قوی دارد و نتایج ارزیابی برآورد، نشان از نااریب بودن برآورد متغیر تاج پوشش است، بنابراین نقشه تاج پوشش جنگل با استفاده از روش کریجینگ با دقت مناسبی تهیه شد. نتایج کلی نشان دهنده دقت بیشتر مدل کریجینگ در برآورد درصد تاج پوشش (69/0R2= ، 21/9 RMSE=) در مقایسه با روش سنجش از دور (52/0R2= ، 47/16 RMSE=) بود.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقق نشان داد که زمین آمار می تواند ابزاری کارآمد برای تهیه نقشه میزان تاج پوشش جنگل در نواحی رویشی مشابه (رویشگاه زاگرس) باشند.

    کلید واژگان: تاج پوشش، جنگل های زاگرس، رگرسیون چندگانه، کریجینگ، لندست
    Sasan Vafaei *, Rahim Maleknia, Hamed Naghavi, Omid Fathizadeh
    Background and Objective

    Updated information in quantitative and qualitative properties of forests are useful in describing ecosystem sustainability, and designing management and conservative plans. According to importance of canopy cover parameter in the Zagros region and cost and time consuming processes of field measurement methods, in this study performance of remote sensing and geostatistics techniques to estimate forest canopy cover of Baghan region, Marivan city, were investigated.

    Material and Methodology

     First, the number of 89 plots (each 0.1 Hectare) were selected based on random sampling method. In each plot, information of tree crown and center geographic coordinates of that plot were recorded. Remote sensing method was carried out using Landsat satellite images (TM) and multiple linear regression model. After image processing, spectral values of the corresponding field plots were extracted from the original images and synthetic bands composed of vegetation indices and principle component analysis. In geostatistic method, the estimation was performed using ordinary kriging from a fitted exponential model to the semivariogram.

    Findings

     The calculated variograms of canopy cover showed relatively strong spatial autocorrelation fitted by exponential models and cross-validation results showed an unbiased estimation of canopy estimation. Compared with the remote sensing method (with R2= 0/52 and RMSE= 16/47), the results indicated that Kriging model (RMSE= 9.21, R2= 0.69) showed a more accurate estimation of forest canopy cover.

    Discussion and Conclusion

    The results showed that geostatistics techniques can be used as an efficient tool for mapping the forest canopy in the same regions (Zagros Forest).

    Keywords: canopy cover, Kriging, Landsat, Multiple Regression, Zagros forest
  • یوسف رضا باقری*، فاطمه مسکینی ویشکایی، رسول میرخانی
    زمینه و هدف

    افزایش رشد جمعیت جهان و نیاز به تولید بیشتر از، محدودیت منابع آبی و استفاده بی رویه از آنها به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک و همچنین حجم عظیم فاضلاب های تولیدی در شهرها و لزوم دفع مناسب آن ها، ضرورت بهره گیری از فاضلاب را در بخش کشاورزی و تغذیه سفره های آب زیرزمینی افزایش داده است. کادمیم، سرب و نیکل از جمله آلایندهایی هستند که از منابع گوناگون به آب و خاک، گیاه و نهایتا به زنجیر ه غذایی انسان و حیوانات راه می یابند. این تحقیق به منظور تعیین میزان آلودگی خاک اراضی زراعی جنوب تهران به عوامل آلاینده و پهنه بندی منطقه با استفاده از روش های زمین آمار صورت گرفت.

    روش بررسی

    در این تحقیق در سال 1393 از حدود 2000 هکتار از اراضی زراعی در محدوده نهر فیروزآباد در جنوب تهران، تعداد 175 نمونه خاک با فواصل 300 متر انتخاب گردید. جهت پهنه بندی منطقه از دو روش کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله (IDW) استفاده شد.

    یافته ها

    میانگین غلظت فلزات سنگین اندازه گیری شده در منطقه مورد مطالعه به ترتیب کاهشی نیکل> سرب> کادمیوم به دست آمد. براساس استاندارهای پیشنهادی سازمان حفاظت محیط زیست ایران، 13 و 9 درصد نمونه های خاک به ترتیب آلوده به سرب و نیکل بود.

    بحث و نتیجه گیری

    با توجه به اهمیت تعیین تغییرات نقطه ای آلودگی، روش IDW به عنوان روش مناسب جهت پهنه بندی غلظت سرب و نیکل کل در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود. بر این مبنا حدود 161 و 14 هکتار از سطح اراضی زراعی به ترتیب دارای مقادیر سرب و نیکل بیش از حد مجاز بودند.

    کلید واژگان: آلاینده های خاک، فلزات سنگین، کریجینگ، وزن دهی عکس فاصله، فاضلاب شهری
    Yousef Reza Bagheri *, Fatemeh Meskini-Vishkaee, Rasoul Mirkhani
    Background and Objective

    Increasing world population and need to more production, limited water resources and the indiscriminate use of them specially in arid and semi-arid regions and also the huge amount of sullage produced in cities and the necessity for proper disposal of them, increased the urgency (necessity) of using wastes in order to farming & feeding the under- ground aquifers. Cadmium, lead and nickel are such pollutants which can enter to water, soil and plant and finally to human and animals’ food chain from different resources.

    Material and Methodology

    This Study was performed to evaluate the amount of soil contamination in the south Tehran farms and mapping the studied area using geostatistical methods. From the 2000 hectares of the agricultural farms around Firooz Abad stream in Tehran south in 2014, 175 soil samples were selected with 300 meters intervals. Two methods of mapping including kriging and Inverse distance weighting (IDW) were used.

    Finding

    Based on mean concentration, the metals in studied area were in following decreasing order: nickel> lead> cadmium. According to the standards proposed by the environmental protection Agency of Iran, 13 and 9 % of soil samples are contaminated to total lead and nickel, respectively.

    Discussion and Conclusion

    Due to the importance of point spatial variation of soil pollutants, the IDW method was identified as the suitable method for mapping the concentration of total lead and nickel. The total lead and nickel concentration in about 161 and 14 hectares of the agricultural lands, respectively, were more than allowed limits.

    Keywords: Middle Space, Attachment to Place, residential complex, residents
  • فرزانه فتوحی فیروزآباد*، حمیده افخمی اردکانی
    در پژوهش حاضر، روش های کریجینگ ساده و معمولی، معکوس فاصله و رگرسیون خطی بر پایه مدل ارتفاعی رقومی زمین، جهت برآورد بارش سالانه با استفاده از آمار بیست ساله داده های بارش (2018- 1998) در 33 ایستگاه باران سنجی استان چهارمحال و بختیاری مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا در ArcMAP به ازای هر مدل در روش کریجینگ، واریوگرام آن محاسبه و با استفاده از فن ارزیابی دوجانبه، خطای نقشه ها برآورد شد. بهترین روش از میان روش های زمین آماری، روش کریجینگ معمولی با مدل گوسی بود؛ شاخص های آماری MAE، MBE و RMSE  برای این روش به ترتیب 44/74، 48/0 و 72/93 به دست آمد. سپس داده های بارش و ارتفاع ایستگاه های موردنظر با استفاده از مدل رگرسیون خطی در محیط Curve Expert فراخوانی گردید. درنهایت به منظور تعیین بهترین مدل برای توزیع مکانی بارش و هم چنین مقایسه روش های آماری و زمین آماری، مدل های رگرسیون خطی و کریجینگ معمولی با فن ارزیابی متقابل با یکدیگر مقایسه شدند و شاخص های آماری MAE، MBE و RMSE برای روش رگرسیون خطی به ترتیب 115، 3 و 155 به دست آمد. درنتیجه با توجه به دقت، صحت و میزان خطای نقشه های تهیه شده مناسب ترین روش برای درون یابی بارش سالانه روش کریجینگ معمولی با مدل گوسی می باشد.
    کلید واژگان: ارزیابی دو جانبه، سیستم اطلاعات جغرافیایی، کریجینگ، مدل ارتفاعی رقومی، معکوس فاصله
    Farzaneh Fotouhi Firoozabad *, Hamideh Afkhami Ardakani
    In the present study, simple and ordinary kriging methods, inverse distance and linear regression based on digital elevation model of the earth were evaluated for estimating annual rainfall using twenty-year statistics of precipitation data (1998-2018) in 33 rainfall stations in Chaharmahal and Bakhtiari province. For this purpose, first in ArcMAP, for each model in Kriging method, its variogram was calculated and using two-way evaluation technique, the error of the maps was estimated. The best method among geostatistical methods was conventional kriging method with Gaussian model. MAE, MBE and RMSE statistical indices for this method were 74.44, 0.48 and 93.72, respectively. Then, rainfall and altitude data of the stations were used using a linear regression model in Curve Expert environment. Finally, in order to determine the best model for spatial distribution of precipitation as well as comparing statistical and geostatistical methods, linear regression and ordinary kriging models were compared with each other and the MAE, MBE and RMSE statistical indices for regression method obtained were 115, 3 and 155, respectively. As a result, due to the accuracy, precision and error rate of the prepared maps, the most suitable method for interpolation of annual precipitation is the conventional kriging method with Gaussian model.
    Keywords: Cross validation, Geographic information system, Kriging, Digital Elevation Model, Inverse distance weighting
  • سید اسماعیل میرعبدالهی حسناتی، ابراهیم امیری*

    یکی از راه های بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی، روش زمین آمار می باشد. شناخت و آگاهی از تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفی به ویژه شوری در منابع آب زیرزمینی و سطحی و تهیه نقشه های پهنه بندی می تواند گام مهمی در مدیریت و برنامه ریزی صحیح در استفاده از منابع آب باشد. در این پژوهش به ارزیابی روند تغییرات مکانی و زمانی برخی از پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی استان گیلان پرداخته شده است. اطلاعات اندازه گیری برخی کاتیون ها و آنیون ها نمونه برداری شده از 150 چاه در ماه های شهریور و اسفند برای سال های 1390 تا 1397 و اطلاعات سطح ایستابی 282 چاه پیزومتری جمع آوری شد. نقشه های پهنه بندی به دست آمده از روش کریجینگ معمولی موردبررسی قرار گرفت. این نقشه ها نشان می دهند که از نظر پارامترهای کیفی، منابع آب زیرزمینی بخش مرکزی استان گیلان مقادیر بیش تری دارند و در فصل زراعی به دلیل فعالیت های کشاورزی و کوددهی کیفیت آب زیرزمینی کاهش می یابد. اثر عمق آب زیرزمینی بر مقدار غلظت پارامترها بررسی شد. با توجه به نقشه تغییرات عمق آب زیرزمینی بیش ترین مساحت استان گیلان دارای سطح ایستابی 23/0 تا m 5/5 می باشد. نتایج طبقه بندی پارامترهای کیفی نشان می دهد که در عمق های کم آب زیرزمینی غلظت پارامترهای کیفی افزایش می یابد.

    کلید واژگان: درونیابی، عمق آب زیرزمینی، سامانه اطلاعات جغرافیایی، کریجینگ، کیفیت آب
    Seyed Esmaeil Mirabdolahi, Ebrahim Amiri *

    Knowledge and awareness of temporal and spatial changes of quality parameters, especially salinity in groundwater and surface water resources and the preparation of zoning maps can be an important step in proper management and planning in the use of water resources. In this research, the trend of spatial and temporal changes of some groundwater quality parameters in Guilan province has been evaluated. Measurement data of some cations and anions sampled from 150 wells in September and March of 2011-2018 and water level data of 282 piezometric wells were collected. The zoning maps obtained by ordinary kriging method were examined. These maps show that in terms of quality parameters, groundwater resources in the central part of Gilan province have higher values ​​and in the growing season due to agricultural activities and fertilization, groundwater quality decreases. Effect of groundwater depth on the concentration of the parameters was assessed. According to the map of groundwater depth changes, the largest area of ​​Gilan province has a water level of 0.23 to 5.5 m. The results of classification of qualitative parameters show that in shallow groundwater depths the concentration of qualitative parameters increases.

    Keywords: GIS, Groundwater depth, Interpolation, Kriging, Water Quality
  • مبین افتخاری، سید احمد اسلامی نژاد، علی حاجی الیاسی، محمد اکبری*

    آب زیرزمینی منبع اصلی تامین آب شرب در مناطق نیمه خشک ایران است؛ بنابراین، نظارت بر کیفیت این منبع ارزشمند، حیاتی است. از این رو، هدف از این مطالعه بررسی و تهیه نقشه کیفیت آب زیرزمینی بیرجند واقع در منطقه نیمه خشک شرق ایران با استفاده از تحلیل زمین آماری مبتنی بر GIS و با شاخص کیفیت آب زیرزمینی به منظور آشامیدنی ‏‏DGWQI))‏ بود. برای این منظور از داده های جمع آوری شده کیفیت آب زیرزمینی 27 حلقه چاه کشاورزی در طی سال های 1398 - 1393 استفاده شد. نتایج تحلیل های مکانی بیانگر این بود که 63% مساحت آبخوان در رده کیفی مناسب، 18% مساحت در ‏رده ضعیف، 10% مساحت در رده خیلی ضعیف‏ و 9% مساحت آبخوان نیز در ‏رده غیرآشامیدنی قرار داشت. تحلیل حساسیت نشان داد که پارامترهای Mg2+، EC و TDS با بالاترین میانگین شاخص تغییر 98/18، 68/20 و 04/19 به ترتیب حساس ترین پارامترها در محاسبه DGWQI بودند. ارزیابی خطا به روش R2 و RMSE، روی مدل های کریجینگ معمولی و تغییرنگار کروی عملکرد خوبی برای تحلیل فضایی تمام پارامترها از جمله DGWQI، Mg2+، EC و TDS را نشان داد. نقشه DGWQI نشان می دهد که بخش غربی و جنوب غربی آبخوان از شرایط کیفی مناسبی جهت استحصال آب شرب مناسب برخوردار نمی باشد.

    کلید واژگان: پهنه بندی، تحلیل حساسیت، تغییرنگار، کریجینگ
    Mobin Eftekhari, Seyed Ahmad Eslaminezhad, Ali Haji Elyasi, Mohammad Akbari *

    Groundwater is the main source of drinking water in the semi-arid regions of Iran. Therefore, monitoring the quality of this valuable resource is vital. Hence, the purpose of this study was to investigate and prepare a groundwater quality map of Birjand located in the semi-arid region of eastern Iran using GIS-based geostatistical analysis with Drinking Groundwater Quality Index (DGWQI). For this purpose, the collected groundwater quality data of 27 agricultural wells during the years 2014-2019 were used. The results of spatial analysis show that 63% of the aquifer area was in the appropriate quality category, 18% in the poor category, 10% in the very poor category and 9% of the aquifer area was in the non-drinking category. Sensitivity analysis indicated that Mg2+, EC, and TDS parameters with the highest mean change index of 18.98, 20.68 and 19.04 were the most sensitive parameters in calculating DGWQI, respectively. Error evaluation calculated by R2 and RMSE methods on conventional kriging and spherical variogram models showed good performance for spatial analysis of all parameters including DGWQI, Mg2+, EC, and TDS. The DGWQI map shows that the western and southwestern parts of the aquifer do not have good quality conditions for extracting drinking water.

    Keywords: Kriging, Variogram, Sensitivity analysis, Zoning
  • سعید محمودی زاده*، علی اسماعیلی

    مصرف آب با کیفیت نامطلوب برای امور کشاورزی، تاثیر منفی بر روی رشد گیاهان و خصوصیات فیزیکی خاک می گذارد. هدف از پژوهش پیش رو تعیین تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی جهت کشاورزی در بخش های مرکزی و کنارک شهرستان چابهار بود. بدین منظور بعد از جمع آوری آمار دو پارامتر EC و SAR از 40 حلقه چاه موجود در منطقه مطالعاتی در سال 1398، با استفاده از روش های معکوس فاصله، چندجمله ای عام، چندجمله ای محلی، توابع پایه شعاعی و کریجینگ با سمی واریوگرام های دایره ای، کروی، نمایی، گوسین و معادلات درجه دو، مناسب ترین روش جهت درون یابی با توجه به معیارهای ارزیابی مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی (R2) انتخاب گردید. که روش درون یابی کریجینگ با مدل واریوگرامی گوسین با 85/13=RMSE و 77/0= R2  به عنوان مناسب ترین روش جهت درون یابی پارامتر  SAR و روش درون یابی کریجینگ با مدل واریوگرامی کروی با 89/797=RMSE و 68/0=R2   به عنوان مناسب ترین روش جهت درون یابی پارامتر EC در منطقه مورد مطالعه تعیین شدند. در ادامه نقشه کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی و آبیاری بر مبنای روش ویل کاکس با استفاده از  نقشه تغییرات مکانی دو پارامتر EC و SAR تهیه شد. نتایج نشان داد که حدود 10% از آب های زیرزمینی به عنوان کیفیت خوب و 51% به عنوان کیفیت متوسط و 16% به عنوان کیفیت نامناسب و حدود %23 به عنوان آب غیرقابل استفاده را در محدوده مطالعاتی تشکیل دادند.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، کریجینگ، کشاورزی، میانیابی
    Saeed Mahmodizadeh *, Ali Esmaeily

    Using unsuitable quality water for agricultural purposes has  negative consequences on plant growth and the soil physical properties. The aim of this study was to investigate the spatial changes in ground water quality with agricultural applicability in central Chabahar and Kenark Distircts. For this purpose, we first performed interpolation for EC and SAR parameters from 40 wells in the study area in 2019. Then we employed  inverse distance weighting , global polynomial, local polynomial, radial basis function and kriging with circular, spherical, exponential, gaussian, as well as quadratic equation semivariograms; the most suitable method for interpolation was selected baed on the Root Mean Square Error (RMSE) and coefficient of determination (R2) criteria. The research found that kriging interpolation method with a Gaussian variogram having RSME=13.85 and R2=0.77 was the most suitable methods for interolating with the SAR paramete and the kriging interpolation method with as spherical variogram having RSME=797.89 and R2=0.68 was considered as the most suitable methods for interpolating EC. Then, based on Wilcox method, the groundwater quality map for agricultural and irrigation uses was prepared using the spatial variation map of two parameters, EC and SAR. The results showed that the quality classification of the groundwater in the study area was: about 10% as good, 51% as fair, 16% as poor, and about 23% as unusable water.

    Keywords: Agricultural, Groundwater, Interpolation, Kriging
  • حسن فتحی زاد، علی خنامانی*، محمد زارع
    زمینه و هدف

    تعداد روز طوفانی به وسیله عوامل گوناگونی مانند سرعت وزش باد، میزان بارش، رطوبت خاک و غیره قرار دارد. بررسی این شاخص در کشور می تواند در برنامه ریزی های گوناگون مورد توجه قرار گیرد. هدف از انجام این تحقیق پهنه بندی تعداد روزهای طوفانی در کشور و انتخاب بهترین مدل بر اساس داده های 150 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 25 ساله 2010-1986میلادی است.

    روش بررسی

    بعد از تعیین ایستگاه ها با پراکندگی مناسب، داده های تعداد روز طوفانی در کشور ایران مربوط به دوره ی زمانی 2010-1986 در سال 1395 جمع آوری شد. به منظور بررسی نرمال بودن داده ها از روش کلموگروف- اسمیرنف استفاده گردید. جهت نشان دادن همبستگی مکانی بین داده های تعداد روز طوفانی از واریوگرام استفاده شد. وایروگرام گوسین با میزان همبستگی 96/0، بهترین همبستگی بین داده ها را مدل سازی نمود و برای درون یابی از روش کریجینگ استفاده گردید. سپس با استفاده از روش های مختلف زمین آماری و ریاضی، نقشه تعداد روزهای طوفانی در کشور ترسیم شد. به این منظور از روش های درون یابی ریاضی شامل روش عکس فاصله (IDW)، درون یاب چند جمله ای جهانی (GPI)، تابع شعاعی (RBF)، درون یاب موضعی (LPI) و روش زمین آماری کریجینگ استفاده شد. جهت انتخاب بهترین روش درون یابی از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات (RMS) و میزان همبستگی داده های مشاهداتی و پیش بینی شده استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که پیش بینی روش کریجینگ شاخص (Kriging Indicator) دارای بیشترین میزان همبستگی با داده های مشاهداتی است (R2=0.74). همپنین مناطق جنوب شرقی و جنوب غربی کشور دارای بیشترین میزان تعداد روز طوفانی در کشور می باشند.

    بحث و نتیجه گیری

    بالا بودن این شاخص در جنوب شرق ناشی از خشک شدن دریاچه هامون و وجود بادهای 120 روزه ی سیستان و در جنوب غرب کشور ناشی از گرد و غبار ورودی از کشورهای عربی است. نوار شمالی کشور نیز دارای کمترین میزان شاخص تعداد روز طوفانی در کشور است.

    کلید واژگان: ایران، کریجینگ، گرد و غبار، میان یابی، قابلیت دید
    Hassan Fathizad, Ali Khanamani *, Mohammad Zare
    Background and Objective

    The number of stormy days is determined by various factors such as wind speed, rainfall, soil moisture and so on. The study of this index in the country can be considered in various plans. The purpose of this research is mapping of the number of dusty stormy days in Iran and selecting the best model based on the climatic data of 150 meteorological stations for the period of 25 years (1986-2010).

    Method

    Dust stormy days’ data of the studied stations were analyzed using variogram curves to represents their spatial correlation. Gaussian variogram (R2=0.96) shows the highest correlation between the data. Then, map of the number of dust stormy days in Iran were prepared using different geostatistical and mathematical methods. For this purpose, several mathematical interpolation methods including Inverse Distance Method (IDW), Global Polynomial Interpolation (GPI), Radial Basis Function (RBF), Local Polynomial Interpolation (LPI), and geostatistical method of Kriging were used. To select the best interpolation method among several geostatistical and mathematical methods, statistical indicators of Root Mean Square (RMS) and correlation coefficient between observed and predicted data were used.

    Findings

    Results show that the highest correlation between predicted and observed data (R2 = 0.74) was found in kriging indicator method. The southeast and southwest of the country have the highest number of dust storm days.

    Discussion and Conclusion

    High number of dust stormy days in the southeast is resulting from drying of Hammon lakes and blowing of 120-day winds in Sistan plain, and entering of dust from Arabic countries form the direction of southwest. North part of the country has the lowest number of dust storm days.

    Keywords: Iran, Kriging, dust storm, Interpolation, Visibility
  • الهام فروتن*، فاطمه گلپایگانی
    زمینه و هدف

    پدیده تغییر اقلیم با تغییر در میزان بارش، بر میزان آب موجود در آبخوان ها تاثیر می گذارد. در این تحقیق هدف آن است که ابتدا میزان متوسط آب زیرزمینی با استفاده از مناسب ترین روش زمین آمار برآورد گردد و سپس رابطه شاخص آب زیرزمینی با یکی از شاخص های خشکسالی در مقیاس ماهانه و سالانه مورد بررسی قرار گیرد که اهمیت بارش در تغذیه آب زیرزمینی مشخص شود.    

    روش بررسی

    حوزه آبخیز مورد مطالعه، حوزه آبخیز شریف آباد واقع در استان قم  با وسعت آبخوان  2/27035 هکتار می باشد. در این منطقه 16 چاه مشاهداتی دارای آمار می باشند که در این مطالعه، سطح ایستابی چاه های مشاهداتی منطقه در طی بازه زمانی 1384-1394 با استفاده از مدل های واریوگرامی مورد بررسی قرار گرفت و متوسط سطح ایستابی در هر سال با استفاده از بهترین مدل تعیین گردید. سپس شاخص SWI در حوزه آبخیز محاسبه شد. همچنین در این تحقیق از شاخص SPI که یکی از شاخص های خشکسالی است استفاده شده و با استفاده از ضریب پیرسون،  همبستگی این شاخص ها در مقیاس ماهانه و سالانه بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که در میان مدل های واریوگرامی که برای درون یابی داده های ماهانه سطح ایستابی اعمال شد، مناسب ترین مدل کریجینگ است. همچنین ضریب همبستگی پیرسون بین دو شاخص SWI و SPI در مقیاس ماهانه و در سطح اعتماد 99% در چاه های مورد بررسی معنی دار نمی باشد. همچنین این ضریب همبستگی در مقیاس سالانه نیز معنی دار نیست.

    نتیجه گیری

    در این تحقیق معنی دار نبودن همبستگی بین شاخص خشکسالی SPI  و شاخص آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه در مقیاس ماهانه و سالانه بیانگر آن است که اگر بیلان آبی در این گونه مناطق درنظر گرفته شود، بارش سهم ناچیزی در تغذیه آب زیرزمینی دارد. لذا می توان نتیجه گیری نمود بخش اعظم بارش منطقه به علت تبخیر و تعرق زیاد از دسترس خارج می شود و قادر به تغذیه آبخوان نمی باشد.

    کلید واژگان: شاخصSWI، شاخص SPI، کریجینگ، آب زیرزمینی، شریف آباد
    Elham Forootan *, Fatemeh Golpayegani
    Background and objective

    The climate change phenomenon affects water storage in aquifers through changes in rainfall volume. In this study, the aim is to estimate the average groundwater level using the most appropriate geostatistical method and then investigate the relationship between groundwater index and one of the drought indices on monthly and annual scale in order to specify the importance of rainfall in groundwater recharge.

    Method

    The watershed of this study was Sharifabad watershed located in Qom province with an aquifer area of ​​ 27035/2 hectares. There are 16 observation wells in this area. In this study, during the period of 1384-1384, the water level of observation wells in the area was investigated using variogram models. The average water level was determined using the best model per year, then the SWI index at the watershed was calculated. The SPI index, one of the drought indicators, was also used to investigate precipitation variation and then, using Pearson coefficient, the correlation of these indices was investigated on monthly and annual scale.

    Findings

    The results showed that among the variogram models that were used to interpolate the monthly water level data, Kriging model is the most appropriate. Also, Pearson correlation coefficient between SWI and SPI indicators is not significant on monthly basis at confidence level of 99% in both observations of Mozafarabad and Alborz. Moreover; this correlation coefficient on the annual scale is not meaningful either.

    Discussion and Conclusion

    In this study, the insignificance relationship between SPI and groundwater index in the study area indicates that precipitation has a small proportion in groundwater recharge in the water balance of these areas on monthly and annual scale. Therefore, it can be concluded that the most part of rainfall is out of reach due to excessive evapotranspiration and is not able to recharge the aquifer  in the region.

    Keywords: SWI index, SPI index, Kriging, Groundwater, Sharifabad
  • ولی بهنام، احمد غلامعلی زاده آهنگر، محمد رحمانیان*، ابوالفضل بامری

    ویژگی های خاک دارای تغییرات مکانی هستند. شناخت و آگاهی از چگونگی تغییرات مکانی ویژگی های خاک از عوامل موثر در مدیریت پایدار اراضی است. درک بهتر تاثیر عوامل مدیریت بر ویژگی های خاک نیازمند کمی کردن غیریکنواختی و تغییرپذیری آن ها می باشد. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی برخی از ویژگی های خاک از جمله بافت خاک (رس، سیلت، و شن)، کلسیم کربنات (CaCO3)، کربن آلی و شوری خاک با استفاده از روش های زمین آماری انجام شد. بدین منظور از منطقه مورد مطالعه تعداد 252 نمونه خاک (از عمق cm 20- 0) تهیه و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. پس از نرمال سازی داده ها، نیم تغیر نمای هر یک از ویژگی های موردمطالعه محاسبه و بهترین مدل به آن ها برازش داده شد. سپس ویژگی های موردمطالعه با روش های مختلف مکان یابی کریجینگ معمولی، کریجینگ ساده، کریجینگ گسسته، کوکریجینگ و وزن دهی عکس فاصله و با استفاده از نرم افزار ArcGIS تخمین زده شدند. دقت تخمین با استفاده از میانگین خطای مطلق و مجذور میانگین مربعات خطا مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین مدل برای کربن آلی مدل گوسی و برای بقیه متغیرهای اندازه گیری شده مدل نمایی بود. همچنین، روش کوکریجینگ معمولی برای رس، کلسیم کربنات و کربن آلی، روش وزن دهی معکوس فاصله برای سیلت و شوری خاک و روش کریجینگ معمولی برای شن در مقایسه با سایر روش های به کاررفته مناسب تر بود و تخمین های دقیق تری ارائه داد.

    کلید واژگان: تغییرات مکانی، کریجینگ، کوکریجینگ، مدیریت پایدار اراضی، ویژگی های خاک
    Vali Behnam, Ahmad Gholamalizadeh Ahangar, Mohammad Rahmanian *, Abolfazl Bameri

    Soil characteristics have spatial variations. Understanding spatial variations of soil characteristics is among the effective factors in sustainable land management. A better understanding the effects of management factors on soil characteristics need to quantify their heterogeneity and variability. This research was conducted with the aim of investigating spatial variations of some soil characteristics such as soil texture (clay, silt and sand), calcium carbonate (CaCo3), soil acidity (pH), and soil salinity using geostatistic methods. For this purpose, 252 soil samples (from 0 to 20 cm depth) were prepared from the study area and physical and chemical properties of soil were measured. After normalizing the data, the half-shift of each of the studied characteristics was calculated and the best model was fitted to them. Then, the characteristics of the study were estimated through different methods of conventional Kriging, simple Kriging, discrete Kriging and Inverse Distance Weighted (IDW) using ArcGIS software. The accuracy of the estimation was evaluated using the mean absolute error (MAE), the mean bias error (MBE), and the root mean square error (RMSE). The results showed that the best model for the acidity was the spherical model and for the other measured variables was the exponential model. Moreover, the conventional CoKriging method for clay, calcium carbonate and acidity (pH), IDW method for silt and soil salinity, and conventional Kriging method for sand were better than other methods used and provided more accurate estimates.

    Keywords: Kriging, Cokriging, Soil properties, Spatial Variations, Sustainable land management
  • ولی بهنام، احمد غلام علی زاده آهنگر، محمد رحمانیان *، ابوالفضل بامری
    آلودگی خاک ها به سرب و کادمیوم تولید شده توسط خودروها یک مسئله زیست محیطی جدی می باشد. سرب در نتیجه استفاده از سوخت های بنزینی سرب دار و کادمیوم موجود در تایر خودروها از طریق استهلاک خودروها و ترافیک به محیط وارد می شوند. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی فلزات سرب و کادمیوم در خاک های کنارجاده ای زابل – زاهدان و ارزیابی آلودگی منطقه به این فلزات انجام شد. 252 نمونه خاک از عمق 0 -20 سانتی متری برداشت و غلظت کل فلزات سرب و کادمیوم، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک شامل pH، EC و ماده آلی اندازه گیری شد. بررسی آلودگی خاک توسط فاکتور غنی شدگی و شاخص زمین انباشتگی صورت گرفت. نقشه پراکنش مکانی غلظت فلزات مورد مطالعه به روش کریجینگ ترسیم شد. میانگین غلظت در فاصله 0، 50 و 100 متری به ترتیب 12/2، 03/2 و 2 میلی گرم بر کیلوگرم برای سرب که از میانگین جهانی (25 میلی گرم بر کیلوگرم) برای این فلز کمتر و همچنین، به ترتیب 21/0، 21/0 و 20/0 میلی گرم بر کیلوگرم برای کادمیوم که از میانگین جهانی (53/0 میلی گرم بر کیلوگرم) برای این فلز کمتر بود. نتایج آنالیزهای زمین آماری نشان داد هر دو متغیر ناهمسانگرد بودند و مدل نمایی برای سرب و مدل گوسی برای کادمیوم بهترین برازش را داشتند. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه بندی فلزات نشان داد که کادمیوم و سرب منشا زمین شناسی و انسانی دارند. در حقیقت این فلزات به طور طبیعی در خاک وجود دارند اما فعالیت های انسانی سبب تجمع بیشتر این فلزات در خاک شده است.
    کلید واژگان: آلودگی، توزیع مکانی، کریجینگ، سرب، کادمیوم
    Vali Behnam, Ahmad Gholamalizadeh Ahangar*, Mohammad Rahmanian, Abolfazl Bameri
    Soil contamination produced by Cd and Pb released from vehicles is a serious environmental problem. Lead as a result of using leaded petrol fuels and cadmium in the car tire is introduced into the environment through vehicle depreciation and traffic. This study aimed to investigate the spatial distribution of heavy metals such as Pb and Cd at the roadside soils of Zabol - Zahedan route. 252 soil samples were taken from a depth of 0 -20 cm and the concentration of total lead and cadmium metals, physicochemical properties of soil including pH, EC and organic matter were measured. The contamination assessment of soil was done through using enrichment factor and geoaccumulation index. Metals’ spatial distribution maps for heavy metals concentration were used kriging methods. The mean concentration at 0, 50 and 100 meters, respectively, was 2.12, 2.03 and 2 mg kg-1 for lead, which is less than the global mean (25 mg kg-1) for this metal, and respectively 0.21, 0.21 and 0.20 mg kg-1 for cadmium, which was lower than the global average (0.53 mg kg-1). The results of the geospatial analysis showed that both variables were anisotropic and the exponential model for lead and Gaussian model for cadmium had the best fit.
    Keywords: Contamination, Spatial variations, Kriging, Lead, Cadmium
  • افشین هنربخش، یاسر استواری
    یکی از روش های ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی استفاده از شاخص کیفی آب زیرزمینی (GWQI) می باشد که یک روش ترکیبی از مولفه های کیفی مختلف آب زیرزمینی است. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت مرودشت-خرامه برای آشامیدن با استفاده از GWQI با استفاده از فناوری زمین آمار در محیط GIS بود. برای این منظور از میانگین داده های کیفی 5 ساله 49 چاه استفاده گردید. GWQI با استفاده از روش وزن دهی به مولفه های کیفی محاسبه شد. از روش زمین آماری کریجینگ برای بررسی تغییرات مکانی و پهنه بندی مولفه های کیفی و GWQI استفاده گردید. مدل واریوگرام کروی بهترین برازش را بر مولفه های کیفی و GWQI داشت. نتایج نشان داد که مدل واریوگرام کروی با دامنه تاثیرm 19200 برای GWQI مناسب است. بر اساس تحلیل حساسیت EC، TDS و منیزیم بیشترین تاثیر و pH، سولفات و TA کمترین تاثیر را بر GWQI داشتند. دامنه GWQI از 47 تا 1000 در تغییر بود. بر اساس نقشه GWQI قسمت های شمال غربی آبخوان دشت مرودشت-خرامه دارای کیفیت مناسب برای آشامیدن است، در حالی که در قسمت های جنوبی غیرقابل استفاده است.
    کلید واژگان: آب آشامیدن، کریجینگ، آب زیرزمینی، GWQI، WHO
    Afshin Honarbakhsh, Yaser Ostovari
    One method of groundwater quality assessment is applying Groundwater quality index (GWQI), which is a combinational method of different quality parameters of groundwater. The aim of this study was to estimate the Marvdasht-Kharameh Plain groundwater quality for drinking by employing GWQI along with applying geostatistics technology in GIS environment. For this purpose, the norm of five years quality data of 49 wells were used. GWQI was estimated by applying inverse distance weighting method to quality parameters. Kriging geostatistics pattern was used for assessing spatial changes and mapping the quality parameters and GWQI. Spherical variogram pattern had the best fitting on quality parameters and GWQI. The results illustrated that spherical variogram pattern with 19200 m effective range is appropriate for GWQI. Based on sensitivity analysis, EC, TDS, and Mg had the most and pH, sulphate and TA had the least influence on GWQI. The GWQI range was variable from 47 to 1000. Upon to GWQI map, the north-western parts of Marvdasht-Kharameh Plain aquifer had suitable quality for drinking while it was not suitable to use in southern parts of aquifer.
    Keywords: Drinking Water, Kriging, Groundwater, GWQI, WHO
  • افشین هنربخش، محمد مهدی سوری، یاسر استواری
    تعیین پتانسیل خوردگی و رسوب‏گذاری یکی از با اهمیت ترین جنبه های کیفی منابع آب های زیرزمینی در مصارف مختلف می باشد. بنابراین، هدف از این پژوهش تعیین پتانسیل های رسوب‏گذاری و خوردگی با استفاده از شاخص های لانژلیر و رایزنر و تهیه نقشه های این شاخص ها و مولفه های موثر بر آن ها در آب زیرزمینی دشت مرودشت است. برای این منظور از تعداد 49 حلقه چاه کشاورزی در 5 سال نمونه برداری و مولفه های سختی کل (TH) ، کل جامدات محلول (TDS) ، قلیائیت کل (TA) و pH اندازه گیری شد. از روش زمین آماری کریجینگ ساده برای پهنه بندی شاخص رایزنر و لانژلیر و مولفه های آن ها استفاده گردید. نتایج نشان داد مدل کروی بهترین برازش را برای این شاخص ها داشت. دامنه تاثیر از 15752 تا 32711 متر برای مولفه ها متغیر بود و همچنین کلاس هم بستگی مکانی از خوب تا متوسط تغییر داشت. میانگین شاخص لانژلیر 58/0 بود که پتانسیل رسوب‏گذاری کم تا متوسط را نشان داد. میانگین شاخص رایزنر 3/6 بود که بیانگر پتانسیل خوردگی کم آبخوان دشت مرودشت است. بر اساس نقشه های پهنه بندی در قسمت های شمالی منظقه مولفه های TH و TDS و به دنبال آن ها شاخص لانژلیر بیشترین مقدار را داشت که پتانسیل رسوب‏گذاری متوسط را نشان می دهد. در این قسمت تاثیر سازندهای کربناتی احتمالا عامل افزایش شاخص لانژلیر ارزیابی شد. به طور کلی، آب های زیرزمینی مرودشت از نظر پتانسیل های خوردگی و رسوب‏گذاری کیفیت متوسطی دارند.
    کلید واژگان: شاخص رایزنر، شاخص لانژلیر، کیفیت آب، کریجینگ
    Afshin Honarbakhsh, Mohammad Mahdi Soori, Yaser Ostovari
    Determination of corrosion and scaling potential is one of the most important quality aspects of groundwater resources in different uses. Therefore, the aim of this research work was to determine the corrosion and scaling potential of Marvdasht Plain groundwater using Langelier saturation and Ryznar stability indices and their mapping through GIS. For this purpose, 49 agricultural wells were sampled for five years and total hardness (TH), total dissolved solids (TDS), total alkalinity (TA) and pH were measured. The ordinary kriging geostatistical method was applied for mapping the Langelier saturation and Ryznar stability indices and their components. The results showed that the spherical model was most fitted for these indices. The eefective domin varied from 15752 to 32711 m for the components and the spatial correlation class changed from good to fair. The mean Langelier index was 0.58 showing low to fair scaling potential. The mean Ryznar index was 6.2 indicating low corrosion potential of Marvdasht Plain Aquifer. Based on the zoning maps, the northern parts of the area showed the highest TH and TDS components followed by Langelier index, showing fair scaling potential. In this part, the effect of carbonate formations was evaluated as the probable contributor of the increasing the Langelier index. In general, the Marvdasht groundwater has fair quality in terms of corrosion and scaling potential.
    Keywords: Kiriging, Langelier index, Ryznar index, water quality
  • زهرا اژدری، سید زین العابدین حسینی*
    زمینه و هدف
    آگاهی از میزان تغییرات شیمیایی آب های زیرزمینی و پهنه بندی آن ها نقش مهمی در مدیریت بهینه آب های زیرزمینی یک منطقه ایفا می کند. روش های مختلفی برای مطالعه و پهنه بندی ویژگی های شیمیایی آب های زیرزمینی وجود دارد که انتخاب روش مناسب بسته به هدف، شرایط منطقه و وجود آمار و اطلاعات دارد. روش های زمین آماری وGIS می توانند در این راستا ابزار مفیدی باشند. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی و انتخاب بهترین روش پهنه بندی جهت مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت سگزی است.
    روش بررسی
    در این مقاله، توزیع آلاینده های کیفیpH, TDS, Hco3, EC, Ca, Mg, TH, Na وSo4 در سطح آب های زیرزمینی دشت سگزی شهرستان اصفهان با استفاده از روش معین عکس فاصله و روش های زمین آماری تخمین گر توابع شعاعی، تخمین گر موضعی، تخمین گر عام و روش کریجینگ معمولی در نرم افزارARCGIS9. 3 مورد ارزیابی قرار گرفت. بر این اساس نمونه های آب زیرزمینی 445 چاه، چشمه و قنات مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی واریوگرام و مشخص شدن مکانی بودن تغییرات پارامترهای مورد بررسی، اقدام به میان یابی پارامترها شد و با استفاده از فن ارزیابی متقابل و ریشه دوم میانگین مربع خطا، بهترین مدل ارزیابی با کمترین مقدار RMSE انتخاب شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که کلیه پارامترها با استفاده از روش کریجینگ معمولی کمترین مقدار RMSE را داشته است و جهت تهیه نقشه توزیع مکانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی از این روش استفاده شد. نتایج پهنه بندی نشان داد که پارامترهای Na, Ca, Mg, So4, Hco3, pH به لحاظ شرب بدون محدودیت و پارامترهای EC, TH وTDS محدودیت ایجاد کرده اند. نتایج بیانگر استفاده بیش از حد منابع آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه است.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج استفاده از کریجینگ معمولی به دلیل دقت بیشتر و محاسبات کمتر در بین روش های مختلف درون یابی برای پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی توصیه می شود. همچنین مدیریت منابع آب با استفاده از نتایج تحقیق قابل دسترس خواهد بود.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی، روش های زمین آماری، کریجینگ، دشت سگزی
    Zahra Azhdari, Seyed Zeynalabedin Hosseini *
    Background and Objective
    Understanding chemical changes in groundwater and their mapping play a substantial role in optimal management of groundwater in an area. There are various methods for investigation and classification of groundwater chemical features, and selection of appropriate method depends on the purpose, conditions of the area and available information. Geostatistical methods and GIS can be useful tools in this regard. The aim of his study is to investigate the spatial variations of groundwater quality and select the best mapping method for the management of groundwater resources in Segsi plain.
    Method
    In this paper, the distribution of quality pollutants pH, TDS, Hco3, EC, Ca, Mg, TH, Na and So4 in groundwater of Segsi plain was investigated using inverse distance and geostatistical methods, distance and bearing functions, local, general and ordinary Kriging estimator software ARCGIS9.3. Accordingly, the sample from 445 groundwater wells, springs and canals were examined. After evaluating variograms and determining the spatiality of the changes in the studied parameters, interpolation of parameters was performed and the best evaluation model with lowest RMSE was selected through mutual evaluation technique and the root-mean-square error. Findings: The results showed that all parameters had the lowest RMSE using the ordinary Kriging method and it was used for mapping the spatial distribution of water quality parameters. Results from mapping indicated that Na, Ca, Mg, So4, Hco3 and pH had no limitation and EC, TH and TDS had limitations in terms of drinkability.
    Conclusion
    According to the results, application of the ordinary Kriging method is recommended for more precision, less calculation and less data demand among various interpolation methods for the groundwater mapping.
    Keywords: Groundwater, Geostatistical methods, Kriging, Segsi plain
  • سید رضاصادقی خو، رحیم علی عباسپور *
    فلزات سنگین در زمین های کشاورزی جذب گیاهان می شوند؛ وارد چرخه غذایی انسان شده و مقدار بیش از حد آنها باعث بیماری هایی در انسان می شود. بنابراین آگاهی از توزیع مکانی این عناصر برای مدیریت محیط زیست ضروری است. در این تحقیق به بررسی توزیع مکانی فلزات سنگین در شهرستان هریس پرداخته شد. بدین منظور نمونه هایی از خاک تهیه و به اندازه گیری غلظت عناصر (پتاسیم، منگنز، روی، آهن و مس) پرداخته شد. در ادامه با استفاده از روش های ریاضی و روش های زمینآمار به تهیه ی نقشه های خطرپذیری پرداخته شد. در بین روش های مختلف مدل های بهینه با مقایسه ی مقادیر کمترین مربعات خطاها، میانگین مطلق خطاها و میانگین قدرمطلق خطاها مورد ارزیابی قرار گرفتند بدین ترتیب که نزدیکتر بودن معیارهای ذکر شده به صفر ملاک تعیین مدل بهینه قرار گرفت. از بین مدل های بررسی شده برای عنصر پتاسیم، وزن دهی معکوس فاصله، برای منگنز کریجینگ معمولی، برای روی، کریجینگ ساده، برای آهن، توابع پایه ای شعاعی و برای مس نیز توابع پایه ای شعاعی به عنوان روش های انتخاب شدند. سپس به تهیه ی نقشه های پهنه بندی به تفکیک مناطق مختلف با استفاده از شاخص های استاندارد WHO، کلی و استاندارد موسسه ی خاک و آب ایران پرداخته شد و نتایج نشان می دادند که عناصر پتاسیم و مس در محدوده ی غیرمجاز بودند.
    کلید واژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، مدل های درونیابی، کریجینگ، سیستم اطلاعات مکانی
    Seyyed Reza Sadeghikhoo, Rahim Aliabbaspour *
    It is inevitable to analyze the existing contaminant elements in soil as the most important source of nutrition for human. Heavy metals are considered and referred among these elements. The contaminated soils of urbanized regions are directly related to human, while these elements are absorbed by plants in agricultural fields, through which they enter the human food cycle. The excessive increase of these elements in soil results in the growing incidence of certain diseases such as cancer. Moreover, the irresolvability of these materials may have dangerous impacts on the human digestion as well as nervous systems. Contamination, due to heavy metals in soil, have even resulted in some animals’ death.
    There are various factors involved in soil contamination. One of main factors is the incorrect use and increasingly irregular exploitation of nature by human beings. In Iran, inappropriate economic exploitation of agricultural fields and aberrant use of chemicals have led to the higher concentration of heavy metals in soil, turning to a crucial problem in certain areas. The most significant cause of soil contamination is the wrong use of chemical fertilizers, resulting in the agglomeration of heavy metals in soil. Therefore, it is inevitable to identify the spatial distribution of these elements. The geo-statistical instruments have facilitated the quantification of soil spatial characteristics, whereby leading to the probability of spatial interpolation.
    Objective of the study are: (i)To prepare zoning maps of elements including Zinc, Copper, Iron, Manganese, Potassium, and Lead using mathematics and geo-statistics methods as well as choosing the most optimum technique of spatial interpolation by comparing RMSE, MAE and MBE;(ii)To analyze the probable spatial correlation between the concentration of these elements in agricultural soils;(iii)To distinguish the regions affected by the excessive contamination higher than the threshold limit of general index and WHO standard and also Iran’s Soil and Water Research Institute’s standard.
    Materials And Methods
    Harris Town is located in the north-western Iran between 38°04° and 38°24° latitudes of northern hemisphere and of 46°22° and 47°22° geographical longitudes of eastern hemisphere.
    Statistical Analyses
    In this research, first of all, 370 samples of soil were randomly selected from this region and the concentrations of abovementioned elements were measured in the laboratory. Then, the accuracy of the measured data was examined by applying 3Sigma Validation Test. At the next stage, the spatial distribution of the elements of Zinc, Iron, copper, Manganese, and Potassium was examined using Mathematics and geo-statistics interpolation models. These methods which are based on the first principle of geography include certain mathematical methods such as the Inverse Distance Weighting, Local Polynomial, and Radial Basis Functions and geo-statistics methods such as Ordinary Kriging (OK), Simple Kriging (SK), and Universal Kriging (UK) with Circular, Globular, Gaussian, and Exponential Variogram Models.
    Kriging is one of the geo-statistical interpolation methods, which is based on Weighted Moving Average. One of the features distinguishing it from other interpolation methods is that it is regarded as the Best Linear Unbiased Estimator. The first stage in statistical analyses is the computation and drawing of variogram. In fact, variogram represents the variability of samples based on their distance. The next stage is the selection of the best theoretical model for fitting to experimental variogram. The modeled variogram shows the spatial self-correlation of data, and describes range, sill and nugget. The Kriging interpolator is divided into different methods. The models being tested in this research are Ordinary, Universal and Simple Kriging.
    Inverse Distance Weighting
    The Inverse Distance Weighting is a radix point method which acts based on the first principle of geography. In this interpolation method, the weighting parameter operates according to the criterion that an increase in the distance from the sampled points to the passive point leads a decrease in its effect in the expected (predicted) value.
    Local Polynomial
    Method
    Polynomial interpolation is a method for finding a formula, the figure of which passes through the data. The Universal Polynomials identify the fitted surface to data by considering all existing data in the analysis, while local polynomials performs this action for a limited number of points within a considered oval. This method allocates the least proportional squares among the identified points in the oval shape area as the point weight. Thus, interpolation is performed based on the allocated weight of the relations of the first, second and/or third grades among the variables in the neighboring points of X, Y, and Z along with the minimization of estimated errors.
    Radial Basis Functions
    This method is a manner of artificial neural networks in which the predicted values are higher than the maximum observed and lower than the existing minimum observed. Indeed, the surface fitting by these functions acts like a plastic membrane so as to minimize the total surface curvature. The Radial Basis Functions performs interpolation based on five principal functions. The main core of these functions is the sum of squares values. In this method, a function is considered for each location (place), where the linear combination of these functions is used for predicting the amount of function in the passive location as the final function. In this study, five functions including Spline Function, Quite Regular, Spline with tension, Multi-Quadric function, Reverse Multi-Quadric Function and Spline Function with the thin surface were used.
    Validation Criterion of Interpolation
    Methods
    In this research, the observed data were divided in two groups of experimental and control, with the proportion of 80 to 20. At the beginning, by applying the experimental data, a surface was fitted for the data using each interpolation method. Jackknife Cross-Validation Method was used to determine errors vector. The basis of this method is that when fitting the surface, one of the data is omitted each time, fitting is performed by using other data and the data deviation from the predicted value is recorded. Then, the control data is inserted in the fitted model and the amount of data deviation from the fitted model is being reported.
    In order to examine the accuracy and validation of each method in the zoning of the aforementioned heavy metals, Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE), and Mean Basin Error (MBE) were applied. The closer the values of (RMSE), (MAE), and (MBE) to zero, the more efficient (effective) the performance of the fitted model.
    Results And Discussion
    All obtained numbers for the spatial correlation between the elements are of positive value, and this represents a direct relation in the reciprocal transformations of elements. Among the results obtained, the spatial correlation between two metals of Zinc and Copper is more intense, as with 46%, include the most intense relation as compared to each pair of other elements. Meanwhile, the correlation between the two elements of Manganese and Potassium has the least value with 1%.
    By using the QQ chart, it was found the data of Potassium, Zinc, Iron and Manganese have a relatively high skewedness and far from normal distribution.
    As it was previously indicated, variogram explains the relation between sample variability as well as their interaction. In order to choose the best model of experimental variogram, the proportion of nugget to sill was used, in which the least value represents the best model (Figure 3).
    By using Arc GIS Software, the most optimum model for the preparation of zoning maps was examined. Among the various models, deviation vectors were drawn from the measured value for the fitted surface. These vectors were drawn for both sets of data. By comparing the measured data and the global index of soil contamination and WHO standard, it was found that the highest volume of elements of Iron, Copper, and Manganese are not located in the permissible range, while the amount if this element is located in the impermissible range in the whole region under study. (Figures 4 to 8).
    Keywords: Soil Pollution, heavy metals, interpolation models, Kriging, GIS
  • سمیه صدر*، مجید افیونی
    با توجه به اهمیت استان اصفهان از نظر فعالیتهای کشاورزی و صنعتی، همچنین جمعیت زیاد این استان، این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات مکانی وانادیوم در بخشهایی از اراضی استان اصفهان و همچنین تهیه نقشه آلودگی این عناصر در خاک های این منطقه انجام گرفت. در این تحقیق نمونه های خاک از عمق 0-20 سانتی متری، بر روی یک شبکه منظم با فواصل حدود 4 کیلومتر برداشت شد. موقعی جغرافیایی نمونه و کاربری محل نمونه برداری نیز شناسایی و ثبت گردید. پس از آماده سازی نمونه های خاک در آزمایشگاه، مقدار وانادیوم کل به وسیله دستگاه XRF تعیین گردید. ساختار مکانی متغیر مورد مطالعه به کمک تغییرنما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر ساختار قوی در توزیع غلظت وانادیوم در منطقه است. الگوی کروی بهترین مدل برازش داده شده برای این متغیر می باشد. میانیابی در شبکه بندی 1000 ×1000 متر و با حداقل و حداکثر 4 و 30 نقطه به روش کریجینگ نقطه ای، توسط محیط نرم افزارWINGSLIB انجام شد. بر اساس نقشه پراکنش وانادیوم، به نظر می رسد فعالیت های کشاورزی و انتقالهای اتمسفری موثرترین عامل در افزایش غلظت وانادیوم در منطقه به شمار می رود و جهت باد غالب در انتشار وانادیوم در منطقه موثر بوده است.
    کلید واژگان: اصفهان، زمین آمار، کریجینگ، وانادیم
    Majid Afyuni, Somaye Sadr *
    IntroductionHeavy metals in the soil are an important indicator of global environmental contamination and constitute an important part of the pollutants, which due to toxic and aggregate properties, even at low concentrations, have high environmental significance. Therefore, the distribution of their contamination is highly noticeable. Population growth, urban expansion, industrial development and distribution without management in agricultural inputs are among the most important factors in increasing the concentration of heavy metals. To improve the management recommendations for controlling and eliminating these pollutants, it is necessary to determine the spatial pattern of pollutants. In practice, the precise separation of ground contaminated with heavy elements is difficult due to the complexity of the pattern of spatial variations, the severe changes, and the presence of local contaminants. But there are several studies for the interpolation and determination of spatial distribution of heavy metals concentration in the soil. The analysis of the spatial distribution of heavy metals in soils is of fundamental importance in a vast number of applications, including general soil surveying and characterization, delineation of potentially polluted spots at unsampled sites, or planning remediation strategies. The relevance of heavy metal soil pollution has favoured the application of advanced geostatistical techniques such as kriging in their different varieties. Kriging techniques have also been widely applied in other earth sciences applications such as mapping of precipitation, air temperature or solar radiation at different temporal and spatial scales. Vanadium is a trace element, which is widely distributed in nature. The average abundance of vanadium in the crust is approximately 0.01% Vanadium in the environment comes from :( 1) weathering of parental rocks; (2) combustion of fossil fuels; (3) mining and high-temperature industrial activities including steel-iron refining, electronics and dyeing, etc. While in the soil, vanadium is derived from parental rocks and deposits Human activities, such as the disposal of vanadium-contained waste and oil leakage, may also provide a certain amount of vanadium to the soil. Consequently, there are few countries, where standards and regulations for environmental pollution in soil with vanadium are accepted, for example, Russia, where the maximum of 150 g g−1 allowed in agricultural soil Because of industrial activities and anthropogenic emissions, the concentrations of vanadium in soil have increased significantly in recent years, and the number of people affected by vanadium pollution is also increased. The purpose of this paper were to: (i) estimate the upper baseline concentration of As in topsoils of Isfahan Province (central Iran); (ii) evaluate factors controlling the spatial distribution of soil V concentrations and (iii) delineate polluted from unpolluted areas using geostatistic methods.
    Materials & MethodsThis research was conducted in Isfahan province, central Iran. Isfahan has an arid climate and is about 6800 km2 around Zayandehroud River. Mean annual precipitation and temperature are 120 mm and 14.5 oC, respectively and direction of dominant wind in study area is NW-SE (Fig 2b). the area extends from easting of 51o15' to 52o41' longitude and northing of 32o7' to 32o59' latitude. The area covers different land uses including agricultural, industrial, urban and uncultivated lands. There are several big steel factories in the study area. The underlying geology consists mainly of recent terraces, resent alluvial deposit and undifferentiated terraces, all of quaternary age. In addition, lower Cretaceous grey limestone containing Orbitalin and Jurassic shale are found in the south west and south of region.
    In this study, soil sampling strategy was random stratify. A total of 207 soil samples (0-20 cm) were collected. At each sampling point the coordinates were obtained using a portable GPS and its land use was recorded the distances.
    Soil samples were air dried and ground to pass through a 2 mm sieve. Total V concentration in the soil was determined by XRF.
    Statistics including mean, variance, maximum, minimum, coefficient of variation (CV) were calculated using SPSS 11.0 for Windows. Based on the land use information, data sets were grouped into three subsets: industrial and urban, agricultural and uncultivated lands. After calculation, 46.5% of the sampling locations occurred in agricultural lands, 43.5% in uncultivated lands and 10% in industrial and urban areas. The ANOVA was then used to compare the effect of land use.
    The spatial variability analysis is a necessary step prior to applying kriging techniques In this work several theoretical variogram functions including linear, exponential and spherical forms considering nugget effects were evaluated using the VARIOWIN and WINGSLIB software. With the sets of fitted variogram functions, the next step is cross validation of the prediction models with MSE. Distribution maps of V was produced using the ordinary kriging procedure and mapped. Correlation coefficient (Pearson) computed between real and estimated data with ordinary kriging that this parameter is identifier of relatively high accuracy estimation in maps. Maps were produce with Surfer (version 10) and ILWIS (version 3.3).
    Discussion & ResultsThe average V concentration was 82.9 mg/kg with range of 19.2-140.1 mg/kg in Isfahan surface soils. Total V concentration was scanned for trend determination and no trend was apparent. Therefore, V concentration roughly followed a normal distribution indicating that the data is from a single statistical population. Total V concentrations in different land uses were compared using one-way ANOVA. Total V concentrations were significantly affected by land use and Total V concentrations in agricultural lands also industrial and urban areas are higher significantly. Directional variograms for V concentration computed along twelve directions of azimuth 30 degree with tolerance ± 15 degree. The best variograms fitted in directions of 90 degree and a spherical theoretical covariance model suitable for spatial fields was fitted. Present of spatial dependence (sill/ C0) indicate that distribution of V have Intermediate spatial dependence class. Distribution maps of V indicate high concentration of V in parts of east Isfahan province and industrial and mining activity are important factor to concentration of vanadium in this regions and direction of dominant wind which has affected spread of V in east of the study area. Pearson coefficient in V concentration was rather high and this parameter is identifier of relatively high accuracy estimation in maps.
    ConclusionThe overall distribution of heavy metals in surface soil can be due to local changes in rock, land use, and climatic processes. The average V concentration is 82.9 mg/kg in Isfahan surface soils and this is not higher than global average concentration. Land use did have significant effect on V concentration. Agricultural and industrial activities are probably effective factors causing increase the V concentration in the region. Vanadium is one of the impurities of earth crust deposits. Considering the wide expansion of industries such as Isfahan Iron Ore in the Lenjan and Mobarakeh Steel Area in Mobarakeh, and also the significant difference in the average concentration of vanadium in urban land-industrial areas with incult land, the role of industrial activities in these areas can be increased in extend of vanadium. Direction of dominant wind have affected in spread of Vanadium in the high concentration spot in study area.
    Keywords: Isfahan, Geostatistic, Kriging, Vanadium
  • حسین اقدر، فاطمه محمدیاری*، فوزیه بیگ محمدی
    پهنه بندی کیفیت آب زیرزمینی یک دشت از مهم ترین مراحل در مدیریت کیفیت منابع آب زیرزمینی به شمار می آید. در این تحقیق، با بهره گرفتن از روش های زمین آمار، خصوصیات شیمیایی آب های زیرزمینی شهرهای ایلام مورد بررسی قرار گرفته است. آب حاصل از 78 چاه، در یک بازه زمانی 13 ساله سال های 1379تا 1392 برداشت و از لحاظ سدیم، کلر، هدایت الکتریکی، سولفات، TDS، SAR و TH آنالیز شیمیایی شد. نیم تغییرنمای تجربی هر یک از پارامترها با استفاده از نرم افزار GS+ محاسبه و مدل های مختلف برازش داده شد. نتایج نشان داد که داده های کیفی آب زیرزمینی در این منطقه دارای همبستگی قوی می باشد و ساختار مکانی آنها از مدل گوسین و کروی تبعیت می کند. سپس به کمک نرم افزار GIS درونیابی به روش کریجینگ صورت گرفت. در نهایت با استفاده از منطق فازی، طبقه بندی ویلکاکس و شولر و مدل تصمیم گیری چند معیارهFAHP باکلی نقشه پهنه بندی منطقه مورد مطالعه برای مصارف شرب و کشاورزی تهیه شد. نقشه پهنه بندی آب های زیرزمینی منطقه نشان می دهد، بر اساس روش شولر، 21 درصد از مساحت منطقه آب با کیفیت خوب، 36 درصد با کیفیت متوسط و 43 درصد از منطقه دارای آب با کیفیت نامناسب از لحاظ شرب هستند و بر اساس روش ویلکاکس 15 درصد از مساحت منطقه آب با کیفیت خوب، 8 درصد با کیفیت متوسط و 77 درصد از منطقه دارای آب با کیفیت نامناسب برای کشاورزی می باشند. پس می توان گفت که کیفیت آب منطقه مورد مطالعه برای شرب در حد متوسط و برای کشاورزی نامطلوب است.
    کلید واژگان: طبقه بندی شولر و ویلکاکس، کریجینگ، FAHP باکلی، شرب، کشاورزی
    Aghdarh., Mohammadyarif.*, Bigmohammadi, F
    One of the most important steps in plain zoning groundwater quality is the quality management of groundwater resources. In this study, the use of geostatistical methods, the chemical properties of groundwater of Ilam city is examined. Water from 78 wells in a 13year period from 2002 to 2014 and the removal of sodium, chlorideelectrically conducting, sulfate, TDS, EC and TH were chemically analysed. The results showed that the quality of groundwater in this area has a strong correlation and spatial structure of the model follows the Gaussian and spherical, then the kriging interpolation was used by GIS software. Finally, using fuzzy logic, classification of Schoeller and Wilcox and metod FAHP Buckley multi-criteria decision-classification map of the study area were collected for drinking and agriculture. Zoning map shows the region's groundwater, according to Schuler, 21% of the area of water quality, medium quality, 36% and 43% of the poor quality of drinking water the according to Wilcox, 15% of the area of water quality, 8% and 77% of the average quality of water for agriculture are the poor quality. So we can say that the quality of drinking water in the study area is intermediate and unfavorable for agriculture.
    Keywords: Classification Schoeller, Wilcox, Kriging, FAHP Buckley, Drinking, Agriculture
  • منصور حلیمی*، زهرا زارعی چقابلکی، وحیده صیاد، حسن جمس
    زمینه و هدف
    آلودگی هوا یکی از معضلات اصلی شهرهای پرجمعیت و صنعتی می باشد که در مور کلان شهر تهران نیز همواره به چشم میخورد . آگاهی از وضعیت غلظت آلاینده های هوا و توزیع فضایی آن ها در مناطق مختلف شهری امکان برنامه ریزی و مدیریت بهتری را فراهم مینماید. هدف این تحقیق ارایه یک مدل مناسب برای برآورد یک سطح پیوسته بهینه از 4 آلاینده منو اکسید کربن، دی اکسید ازت، ازن و ذرات معلق کمتر از 10 میکرون، در سطح شهر تهران است که از طریق آن بتوان دقیق ترین برآورد را از غلظت هر آلاینده در موقعیت های فاقد ایستگاه کنترل کیفی هوا انجام داد
    روش بررسی
    در این راستا ابتدا داده آلاینده ها برای 21 ایستگاه سنجش کنترل کیفی هوا از شرکت کنترل کیفیت هوای تهران برای یک دوره دو ساله (1391 تا 1392) برای ساعت UTC 00 اخذ شد. 4 دسته از مدل های درون یاب زمین آماری به نام های کریجینگ عام، ساده، معمولی و کوکریجینگ با نیم تغییرنمای گاوسین، برای 4 آلاینده یاد شده، اجرا گردید و در نهایت 16سطح پیوسته برای آلاینده ها تولید شد. حال برای ارزیابی وگزینش روش برآورد بهینه برای هرکدام از آلاینده ها، از 3 شاخص اعتبارسنجی آماری خطاهای مطلق و اریبی و جذر مربع خطاها استفاده شد. در نهایت سطوح عدم قطعیت نقشه های برآورد ی برا ی هر آلاینده در سطح اطمینان 95/0(P_value =0.05) نیز ارایه گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد با به کارگیری متغیرهای کمکی که همبستگی معنی داری با دو آلاینده COوNO2 دارند، مدل کوکریجینگ معمولی با نیم تغییرنمای گاوسین، به عنوان مدل بهینه برآورد این دو آلاینده انتخاب شد. در حالی که برای دو آلاینده PM10 و O3 مدل کریجینگ ساده به عنوان مدل بهینه انتخاب گردید. نقشه های برآورد ی با استفاده از مدل های بهینه نشان داد که غلظت دو آلاینده NO2 و CO در مناطق مرکزی و شمالی شهر تهران به ویژه مناطق 1 تا 4 بیشتر از سایر نواحی است.در حالی که دو آلاینده O3 و PM10 در حواشی شهر تهران دارای بالاترین تراکم هستند.
    بحث و نتیجه گیری
    با به روز کردن داده های این مدل های بهینه می توان از اطلاعات آن ها برای برآورد مقادیر الاینده ها در مکان هایی که فاقد ایستگاه است استفاده نمود.
    کلید واژگان: آلودگی هوا، مدل های زمین آماری، کریجینگ، اعتبارسنجی، تهران
    Mansour Halimi *, Zahra Zarei Chaghabalaki, Vahide Sayad, Hasan Jems
    Background And Objective
    Ambient air quality is a major concern in highly urbanized and industrialized regions such as Tehran.
    Method
    In this paper, the spatial distribution of 4 air pollutants in Tehran atmosphere was analyzed. The analyzed air pullutants were Carbon monoxide (CO), Nitrogen Dioxide (NO2), Ozone (O3) and atmospheric particulate matters less than 10 micrometers in diameter (PM10). For this purpose, 4 common geostatistical interpolation methods namely: Ordinary Kriging (OK), Universal Kriging (UK), Sample Kriging (SK), and Ordinary Cokriging (COK) with Gaussian modeled semivariogram, were used to estimate the continuous surface for the 4 mentioned air pollutants. The data were collected from 21 air quality monitoring stations located in different districts of Tehran during a 2-year period from 2012 to 2013. The Kriging interpolation schemes are stochastic, local, gradual and exact interpolators. After preprocessing the collected data, they were imported to GIS by using metric coordinate system (UTM Zone 39). Finally, the Kriging predicted map was evaluate using 3 statistical indices of validation namely: Mean Absolute Error (MBE), Mean Bias Error (MAE), and Root Mean Square Error (RMSE) that can be divide into systematic and unsystematic errors (RMSEs, RMSEu).
    Findings: The results indicated that, using 2 auxiliary variables, the OCK is the optimum schema for spatial estimation of CO and NO2 pollutants in Tehran. Moreover, SK is found out as the best model for spatial estimation of NO2 and CO. According to optimal model, the highest concentrations of ozone (O3) and particulate matters greater than 10 microns (PM10) are observed in the marginal areas of Tehran, while the highest concentrations of CO, NO2 are observed in the central and northern districts of Tehran such as districts 1 to 4.
    Conclusion
    The developed optimized model can be used for real time estimation of any pollutants in Tehran atmosphere by updating the observed data.
    Keywords: Air pollution, Geostatistical schema, Kriging, Tehran
  • صفورا اسدی کپورچال *، مهدی همایی، حسن رمضان پور
    سابقه و هدف
    تجمع عناصر سنگین در خاک در بسیاری از نقاط دنیا مشکلات زیست محیطی فراوانی را به وجود آورده اند. غلظت زیاد این عناصر در خاک ممکن است به مقداری زیاد به وسیله گیاه جذب شود و این مهم ترین راه ورود عناصر سنگین به زنجیره غذایی انسان و دام و چرخه های بیولوژیک است. بنابراین بررسی چگونگی انباشت این عناصر به منظور جلوگیری از آلودگی خاک و زیست بوم ضروری است. در میان عناصر سنگین، کادمیم به دلیل تحرک بالا در سیستم های بیولوژیک و توانایی تجمع درگیاهان بدون ایجاد هر گونه نشانه های قابل رویت به عنوان یکی از خطرناک ترین عناصر سنگین در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه کادمیم در خاک های اسیدی در محدوده pH 5/4 تا 5/5 متحرک بوده و برنج نیز در خاک های اسیدی بهترین رشد را دارد و نیز با توجه به نقش برنج در سلامت جامعه، این تحقیق با هدف بررسی آلودگی خاک شالیزارهای استان گیلان به کادمیم انجام شد.
    مواد و روش ها
    بدین منظور تعداد 100 نمونه خاک از عمق 0-20 سانتی متری به طور تصادفی و با استفاده از دستگاه GPS پیش از کوددهی و کشت و پس از برداشت محصول از شالیزارهای مختلف استان تهیه شد. برای تجزیه خاک، نمونه های خاک برداشت شده پس از خشک شدن، از الک 2 میلی متری عبور داده شد. غلظت کادمیم کل و نیز برخی ویژگی های خاک شامل بافت خاک، هدایت الکتریکی، واکنش خاک، جرم ویژه ظاهری و حقیقی و ماده آلی خاک اندازه گیری شد. توزیع مکانی و پراکنش فلز سنگین کادمیم با استفاده از روش های مختلف زمین آماری شامل IDW، Spline و Kriging در محیط GIS بررسی شد.
    نتایج و بحث
    نتایج حاصل از تجزیه های فیزیکی و شیمیایی خاک نشان داد که متوسط pH خاک های مورد آزمایش 48/6 و شوری عصاره اشباع 59/1 دسی زیمنس بر متر بوده که این مقدار شوری برای کشت گیاه برنج مشکلی ایجاد نمی کند. درصد شن نمونه های خاک بین 4 الی 35، سیلت بین 28 الی 49 و رس بین 39 الی 65 درصد بوده که بدین ترتیب بافت خاک ها در محدوده Clay Loam، Silty Clay و Clay بوده که خاکی نسبتا سنگین تا سنگین و برای کشت گیاه برنج مناسب است. مقدار ماده آلی به طور متوسط 78/1 و دامنه تغییرات کادمیم کل خاک نیز پیش از کشت و پس از برداشت محصول به ترتیب با کمینه 65/0 و 97/1 و بیشینه 40/1 و 05/11 بود. از میان روش های زمین آماری بررسی شده برای توزیع مکانی و پراکنش کادمیم روش کریجینگ معمولی با مدل کروی به عنوان بهترین روش انتخاب شد.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج به دست آمده بخشی از منطقه مورد بررسی پس از برداشت محصول طبق شاخص Kelly آلوده بوده که می تواند بیانگر تاثیر استفاده از کودهای شیمیایی و مدیریت غیراصولی اراضی باشد و باید استفاده از این کودها با احتیاط بیشتری انجام شود. نقشه حاصل می تواند برای بررسی و مدیریت استفاده صحیح کودهای شیمیایی برای حاصلخیزی زمین های شالیزاری استفاده شود.
    کلید واژگان: تغییرات مکانی، کریجینگ، کادمیم، شالیزار، زمین آمار، GIS
    Safoora Asadi Kapourchal*, Mehdi Homaee, Hassan Ramezanpour
    Introduction
    Accumulation of heavy metals in soil has resulted in several environmental problems in different parts of the world. High concentrations of these elements in soils may lead to high absorption by plants and this is the main route into the human food chain and animal and biological cycles. Consequently, investigations are necessary to find out how accumulation of these elements can be prevented that creates soil and ecosystem contamination. Among heavy metals, cadmium is one of the most dangerous due to its high mobility in biological systems and ability to accumulate in plant tissues without causing any visible symptoms. Considering the high mobility of Cd in acid soils and the optimal growth of rice in such soils, and according to the role of rice in public health, this study was conducted to assess of the contamination of paddy soils with Cd in Guilan Province.
    Materials and methods
    For this purpose, 100 soil samples were randomly taken from 0-20 cm depths using GPS devices from different paddy farms. The soil samples were then passed through a 2-mm sieve after drying. The total cadmium concentration and some soil characteristics such as EC, pH, bulk density, particle density and soil organic matter were then measured. The spatial distribution of cadmium was investigated using different geo-statistical methods including IDW, Spline, and Kriging with a GIS software.
    Results and discussion
    The results of the soil physical and chemical analyses showed that the average pH of the soils and saturated electrical conductivity were 6.48 and 1.59 ds/m, respectively, indicating no salinity hazard for rice production. The sand, silt and clay contents of soil samples were between 4 to 35, 28 to 49 and 39 to 65, respectively, so the soil textures were in the range of clay loam, silty clay and clay. These soil textures were moderately heavy to heavy and so are suitable for rice cultivation. The average amount of organic matter was 1.78 and the total Cd concentration before cropping varied between 0.65 to 1.40 and, after harvest, was 1.97 to 11.05. From the geo-statistical methods studied, the ordinary Kriging with spherical model was selected as the best method.
    Conclusion
    According to the results obtained, part of the study area becomes contaminated after harvesting, based on the Kelly index which can show the effect of chemical fertilizers use and incorrect land management, and so the use of these fertilizers should be carried out with care.
    Keywords: Cadmium, Geostatistic, GIS, Kriging, Paddy soils, Spatial variability
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال