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

زمین آمار

در نشریات گروه آب و خاک
تکرار جستجوی کلیدواژه زمین آمار در نشریات گروه کشاورزی
  • قاسم ذوالفقاری*، نسرین عثمانی، معصومه کرمی
    هدف از پژوهش حاضر تحلیل کیفیت آب های زیرزمینی دشت فریمان-تربت جام در استان خراسان رضوی برای کاربری حفاظت محیط زیست است که از طریق تکنیک های بررسی میدانی، نمونه برداری تصادفی، و آزمایش انجام شد. طی پاییز 1398 تا بهار 1399، از 10 حلقه چاه عمیق نمونه برداری و کیفیت آب با شاخص پارامترهای متداول کیفیت آب زیرزمینی (IRWQIGC) تعیین و روش های فاصله معکوس و کریجینگ ساده جهت بررسی تغییرات مکانی به کار گرفته شد. هدایت الکتریکی با هدایت سنج، جامدات محلول کل با روش فیلتراسیون، سختی به روش تیتراسیون، و نیترات به روش تعیین یون نیترات آب با اسپکتروفتومتر مرئی-فرابنفش اندازه گیری شد. بهترین کیفیت آب از لحاظ وضعیت محیط زیست در پاییز (نسبتا خوب با شاخص 45/60) و بدترین کیفیت آب در بهار (نسبتا بد با شاخص 14/34) قرار داشت. همچنین بهترین کیفیت آب زیرزمینی مربوط به چاه رباط سمنگان (نسبتا خوب با شاخص 80/54) و بدترین کیفیت مربوط به چاه قلعه خاکی (بد با شاخص 75/28) بود. 60 % چاه ها در طبقه ی شور و 40% در طبقه ی خیلی شور قرار داشتند. تفاوت معنی داری بین روش قطعی و زمین آمار به لحاظ مقادیر مربع میانگین ریشه دوم و میانگین قدر مطلق درصد خطا وجود نداشت. آب های زیرزمینی جنوب و جنوب شرقی دشت از نظر شوری و سختی و آب های زیرزمینی شمال و شمال غربی از نظر نیترات غلظت های بالاتری را نسبت به سایر نقاط نشان دادند. لازم است برای بهبود کیفیت آب های زیرزمینی، بهره برداری بی رویه به حداقل برسد و استفاده از کود های شیمیایی به صورت کنترل شده انجام شود.
    کلید واژگان: کیفیت آب، پهنه بندی، IRWQIGC، آب زیرزمینی، زمین آمار
    Ghasem Zolfaghari *, Nasrin Osmani, Masumeh Karami
    The aim of the present study is to analyze the groundwater quality of the Fariman-Torbat Jam plain in Khorasan Razavi for environmental protection purposes, which was carried out through field survey techniques, random sampling, and testing. During 2019-2020, 10 wells were sampled and water quality was determined with the index of IRWQIGC, and inverse distance and simple kriging methods were used to investigate spatial changes. EC was measured with a conductivity meter, TDS with a filtration method, hardness with a titration method, and nitrate with a UV-Vis spectrophotometer. The best water quality was in the fall (relatively good, index: 60.45) and the worst water quality was in the spring (relatively bad, index: 34.14). Also, the best groundwater quality was related to the Robat Samangan well (relatively good, index: 54.80) and the worst quality was related to the Qale Khaki well (bad, index: 28.75). 60% of the wells were in the saline category and 40% in the very saline category. There was no significant difference between the definitive method and the geostatistical method in terms of the RMS and MAPE. The groundwater in the south and southeast of the plain showed higher concentrations in terms of salinity and hardness, and the groundwater in the north and northwest showed higher concentrations in terms of nitrate than other places. In order to improve the quality of groundwater, it is necessary to minimize excessive exploitation and use of chemical fertilizers in a controlled manner.
    Keywords: Water Quality, Zoning, IRWQIGC, Groundwater, Geostatistics
  • اکرم عنایت، فاطمه عین الهی پیر*، ساحل پاکزادتوچایی، ملیحه عرفانی

    رودخانه سیستان که ادامه رودخانه هلمند افغانستان است در مسیر عبور خود از زمین های کشاورزی و مناطق شهری می گذرد. بنابراین، احتمال ورود انواع آلاینده ها به ویژه فلزات سنگین از منابع مختلف به این رودخانه وجود دارد. از طرفی، رودخانه پس از ورود به دشت سیستان سطح آب چاهک های امتداد رودخانه را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، در صورت آلودگی ممکن است باعث افزایش غلظت فلزات سنگین در آب چاهک ها شود. بر این اساس هدف پژوهش حاضر، بررسی غلظت فلزات سنگین در آب چاهک های امتداد رودخانه سیستان بود. نمونه برداری از 26 حلقه چاهک فعال در زمستان 1400، از نقطه مرز مشترک افغانستان تا هامون هیرمند انجام شد. غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه ICP به دست آمد. سپس، نتایج به کمک روش کریجنگ معمولی و کو کریجینگ، توسط نرم افزار ArcGIS پهنه بندی شد. میانگین pH برابر 31/8 بود. درحالی که غلظت شوری و ذرات معلق کل به ترتیب 74/3 و 62/4 گرم بر لیتر به دست آمد. هدایت الکتریکی نیز 6322 میکروزیمنس بر سانتی متر اندازه گیری شد. میانگین غلظت کروم، آهن، نیکل، مس، روی، کادمیم و سرب به ترتیب 64/2، 124، 5/10، 33/9، 17، 43/1 و 79/2 میکروگرم بر لیتر محاسبه شد. الگوی عناصر مورد بررسی نیز به صورت کادمیم > کروم > سرب > مس > نیکل روی برآورد شد. نتایج مطالعه اخیر حاکی از کم تر بودن غلظت فلزات سنگین کروم، آهن، نیکل، مس، روی و کادمیم در مقایسه با حدمجاز سازمان بهداشت جهانی بود. درحالی که غلظت سرب بالاتر از حد مجاز این استاندارد سنجش شد. پایین بودن غلظت عناصر مذکور می تواند به دلیل کم بودن غلظت عناصر در سنگ بستر باشد. هم چنین، pH قلیایی آب می تواند به صورت بافر عمل کرده و موجب غیرمحلول شدن عناصر و رسوب آن ها شود. میزان عوامل شوری و هدایت الکتریکی نشان دادند که آب چاهک ها برای زراعت و شرب دام مناسب نیست. نتیجه پهنه بندی عناصر نشان دهنده افزایش غلظت فلزات از مرز افغانستان به سمت دریاچه هامون است. با توجه به قدمت چاهک ها (6 ماه تا 43 سال) می توان بیان کرد که عامل کاهش غلظت فلزات در بخش ابتدایی مسیر، به دلیل عمر بیش تر چاهک ها و برداشت مداوم آب و مخلوط شدن آب در طی زمان آب آوری رودخانه است.

    کلید واژگان: آلودگی آب، آبیاری، کشاورزی، درون یابی کریجینگ، زمین آمار
    Akram Enayat, Fatemeh Einollahipeer *, Sahel Pakzad Toochaei, Malihe Erfani
    Introduction

    The main activity of people in the Sistan region is agriculture and animal husbandry, which due to the drought and the unavailability of surface water and the intermittent flow of water in the Sistan River, the digging of irrigation wells has expanded in this area. The Sistan River continues of Afghanistan's Helmand River, which passes through agricultural and urban areas. Therefore, it is possible that some kinds of pollutants, especially heavy metals, can come from different sources. On the other hand, after entering the Sistan Plain, the river affects the water level of wells along the river. Therefore, in case of contamination, it may increase the concentration of heavy metals in wells. However, until now, the concentration of heavy metals in the water wells has not been investigated and only the salinity factor has been considered from the point of view of water quality. The quality of drinking water is associated with the concentration of physicochemical compounds such as nitrate, phosphate, various anions and cations, and organic and inorganic pollutants such as heavy metals. Drinking water contaminated with metals is turning into a primary health concern for human health care. Therefore, surveying the quality of water can be helpful in management. The aim of this study is to investigate the concentration of heavy metals in the wells along the Sistan River, in order to ensure the quality of water for agriculture, husbandry, and human consumption.

    Materials and Methods

    In this research, in order to ensure the appropriate quality of water in terms of the concentration of heavy metals and also the possible effect of EC and pH factors on their changes, the concentration of some elements and factors were mentioned in the water samples of 26 active wells. The samples were collected along the Sistan River (with a maximum distance of 1000 meters buffer zone) from the border point to the entrance to Hamoun Hirmand (Afzal-Abad branch, Lorg Bagh and Khwaje mountain) from January to March 2022. According to the investigation of the Afzal-Abad branch and the absence of wells, no samples were obtained from this section. At the same time as the sampling, the characteristics of the well, such as the year of establishment and the type of water usage were recorded. Sampling was done in three repetitions and during sampling pH, EC, TDS, and salinity variables were measured by a portable calibrated device and recorded three times. The collected samples were transferred to the laboratory in order to measure heavy metals in sterilized frosted glass containers. The standard method of the American Public Health Association (APHA) was used to measure each of the considered factors. After the preparation of samples, the concentration of heavy metals was measured with ICP. The obtained results were zoned using the normal kriging and co-kriging methods based on the selected model resulting from the prediction standard error. Geostatistical kriging methods (such as simple kriging, normal kriging, and co-kriging) were used for interpolation of heavy metals distribution. In the semi-variable analysis, the variability of the factors with respect to the spatial distance was organized by different linear, spherical, etc. functions using ArcGIS software.

    Results and Discussion

    The average amount of pH was measured at 8.31. The concentrations of salinity and TDS were 3.74 and 4.62 g l-1, respectively. EC value was also measured as 6322 µS/cm. The average concentration of Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, and Pb was also obtained at 2.64, 124, 10, 5.9, 33, 17, 1.43, and 2.79 µg l-1 respectively. The trend of elements obtained Fe>Zn>Ni>Cu>Pb>Cr>Cd. The results indicated a low concentration of Cd, Ni, Cr, Cu, Fe, and Zn While Pb concentration was higher than the standard. The low concentration of the mentioned elements is due to the alkaline pH of water, which acts as a buffer and causes the elements to become insoluble and precipitate. Some dangerous elements such as mercury could not be measured due to their low concentration. The amount of salinity and EC factors also showed that the well water is not suitable for agriculture and livestock. The result of element zoning also showed that the concentration of metals increases from the border towards the lake. According to the age of the wells, it can be said that the reason for the decrease in the concentration of metals is due to the longer life of the wells and the chance of water mixing during the Sistan River water harvesting.

    Conclusion

    The result showed that the concentration of metals, except lead, is lower than the standard value. The low concentration of elements may be due to the alkaline condition of water, which acts as a buffer and causes the insoluble and finally precipitate. Or it can be due to the lower concentration in the bedrock, which can be obtained by surveying the geology of the bed of the wells. The variation in metal concentration among the sampling sites may be due to the age of the well. So up to the Sistan dam, where the wells are older, the concentration of elements is lower. It may be due to river flow, which can cause dilution of metals in wells during high water season. According to the amount of salinity and EC, irrigation with water can cause a quality decrease of soil that leads to loss of cultivated area. Moreover, the fact that water is not suitable for livestock and alternative sources should be introduced.

    Keywords: Hamoun wetland, Kriging Interpolation, Sistan plain, Water Pollution
  • مهدیه فروزان مهر*، حسین خزیمه نژاد

    باتوجه به اهمیت منابع آب به ویژه منابع آب زیرزمینی، اعمال روش های مدیریتی مناسب در زمینه های کمی و کیفی به خوبی قابل درک است. هدف از این پژوهش، تعیین مناسب ترین روش درونیابی به منظور بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب در آبخوان دشت قاین می باشد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی کیفیت آب، مقادیر 10 پارامتر کیفی آب شامل: غلظت یون های کلسیم، منیزیم، سدیم، کلر، پتاسیم، بی کربنات، سولفات، شوری، TDS و اسیدیته، با کمک روش های درونیابیIDW، LPI، GPI، OK و SK در سال های 1388 و 1398 درونیابی و مورد پژوهش قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه 5 روش میانیابی با استفاده از مقدار RE و RMSE نشان داد که برای اکثر پارامترها کیفی مورد بررسی روش IDW با کمترین میزان خطا، مناسب ترین روش برای میانیابی است. همچنین مشخص شد بیشترین مقدار خطا مربوط به روش میانیابی LPI برای پارامتر hco3 با مقدار 84/11 (mg l-1) و کمترین مقدار خطا مربوط به روش IDW برای پارامترهای EC و Cl به ترتیب با مقدار 01/0(µmos cm-1) و 01/0 (mg l-1) می باشد. با مقایسه نقشه های پهنه بندی IDW در سال 1388 و 1398 مشخص شد میزان غلظت اکثر پارامترهای کیفی مورد بررسی در دوره آماری مورد مطالعه افزایش یافته است. روند تغییرات افزایشی در آبخوان قاین در قسمت شمال شرق آن دارای شدت بیشتری می باشد و بیشترین روند افزایشی در این قسمت از آبخوان مربوط به غلظت یون کلسیم، کلر و شوری می باشد.

    کلید واژگان: پهنه بندی، زمین آمار، شوری، کیفیت آب، IDW
    Mahdiyeh Foruzanmehr *, Hossein Khozeymehnezhad

    Given the importance of water resources, especially groundwater resources, the application of appropriate management methods in quantitative and qualitative areas is well understood. The purpose of this study is to determine the most appropriate interpolation method to investigate the spatial and temporal changes in water quality in the Qaen plain aquifer. In the present study, in order to evaluate water quality, the values of 10 water quality parameters including: concentration of calcium, magnesium, sodium, chlorine, potassium, bicarbonate, sulfate, salinity, TDS and acidity ions, using IDW, LPI, GPI, OK and SK interpolation methods. It has been interpolated and researched in 2009 and 2017. The results of comparing 5 intermediate methods using RE and RMSE values showed that for most of the quality parameters studied, IDW method with the lowest error rate is the most suitable method for intermediation. It was also found that the highest error rate was related to the LPI intermediate method for the hco3 parameter with a value of 11.84 and the lowest error value was related to the IDW method for the EC and Cl parameters with a value of 0.01 . By comparing IDW zoning maps in 2009 and 2017, it was found that the concentration of most of the studied quality parameters has increased in the statistical period under study. The upward trend in Qaen aquifer in the northeastern part is more intense and the highest upward trend in this part of the aquifer is related to the concentration of calcium ions, chlorine and salinity.

    Keywords: Zoning, statistical context, salinity, water quality, IDW
  • سامان جلال زاده، میرحسن رسولی صدقیانی*، حسین خیرفام، حبیب خداوردیلو، فرخ اسدزاده

    بحران خشکی دریاچه ارومیه منجر به پیدایش بسترهای خشک شده و حساس به فرسایش بادی شده است. از این رو، ایجاد و تسریع در احیای طبیعی و مصنوعی پوشش گیاهی برای تثبیت کانون های ریزگرد بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه ضروری می باشد. از این رو، پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری و تهیه نقشه توزیع مکانی محتوای نیتروژن آلی کل بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه به عنوان یکی از عناصر ضروری در احیای پوشش گیاهی بر مبنای نمونه برداری میدانی برنامه ریزی شد. برای انجام پژوهش حاضر، 192 نمونه خاک از تمام بسترهای دریاچه ارومیه در تابستان 1399 برداشت شد. سپس نتیروژن آلی کل به عنوان ویژگی مهم خاک نمونه ها اندازه گیری شد. سپس با استفاده از روش کریجینگ معمولی مقادیر نتیروژن در مکان های بدون نمونه برداری از طریق مقادیر نقاط نمونه برداری شده میان یابی و نقشه آن تهیه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که حداقل، حداکثر و میانگین مقادیر نیتروژن آلی کل در بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه به ترتیب 010/0، 297/0 و 143/0 درصد بود. غالب محتوای درصد نیتروژن کل حاشیه های دریاچه ارومیه کم (117/0 تا 153/0 درصد) و بسیار ناچیز بود که در قسمت های شمال، شمال غربی، غرب، شرق و به ویژه جنوب شرقی دریاچه ارومیه مشاهده شد. با این حال، بیش ترین مقدار درصد نیتروژن در بخش های محدودی از جنوب تا جنوب غربی دریاچه ارومیه و به میزان 189/0 الی 297/0درصد بود. بر اساس یافته های پژوهش حاضر، اجرای اقدامات مدیریتی و فنی در راستای بهبود محتوای نیتروژن بخش وسیعی از بسترهای خشک شده و اراضی بایر پیرامون دریاچه ارومیه برای دستیابی به احیای موفقیت آمیز پوشش گیاهی ضروری می باشد. هرچند، اندازه گیری و تهیه نقشه توزیع مکانی سایر مولفه های خاک نیز برای پژوهش های آتی پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: احیای اراضی، بوم سازگان های نوپدید، زمین آمار، کریجینگ، ویژگی های خاک
    Saman Jalalzadeh, Mirhassan Rasouli-Sadaghiani *, Hossein Kheirfam, Habib Khodaverdiloo, Farrokh Asadzadeh

    The drought crisis of Urmia Lake has led to the emergence of dried-up and wind-erosion-prone beds. Therefore, it is necessary to create and accelerate the natural and artificial revitalization of vegetation to stabilize the dried-up beds of Urmia Lake. Hence, this study was planned to measure and prepare the spatial distribution map of the organic nitrogen content of the dried-up beds of Urmia Lake based on field sampling as one of the essential nutrients for the revitalization of vegetation. To this end, 192 soil samples were taken from all dried-up beds of Urmia Lake during the Summer of 2020. We then measured the organic nitrogen content of the soil samples. Then, using the ordinary Kriging method, the content of nitrogen in non-sampled beds was estimated through the values of sampled points, and its spatial variability map was prepared. The minimum, maximum, and average nitrogen content in the dried-up beds of Urmia Lake was 0.010, 0.297, and 0.143%, respectively. The nitrogen content was low (0.117 to 0.153%), and very insignificant in most of the dried-up beds and margins of Lake Urmia, which was observed in the north, northwest, west, east and especially southeast parts of the lake. Whereas, the highest nitrogen percentage was in limited parts from the south to the southwest of Lake Urmia and was 0.189 to 0.297. Based on the findings, the implementation of managerial and technical measures in order to improve the nitrogen content of a large part of the dried beds and barren lands around Lake Urmia is necessary to achieve a successful revitalization of vegetation. However, measuring and preparing the spatial distribution map of other soil components is also suggested for future research.

    Keywords: Geostatistics, Kriging, Land reclamation, New-born ecosystems, soil properties
  • گلناز ابراهیم زاده، نفیسه یغمائیان مهابادی*، حسین بیات، حمیدرضا متین فر

    مدیریت پایدار خاک با درک صحیح از ویژگی های خاک به حفظ حاصلخیزی و جلوگیری از تخریب آن کمک می کند. این تحقیق به منظور ارزیابی پتانسیل استفاده از مناطق مدیریت خاک (MZs) به عنوان روشی کارآمد برای بهبود بهره وری کشت گندم انجام شد. بر این اساس تعداد 140 نمونه خاک از مزارع گندم دیم برداشت شد. از ویژگی های خاکی به همراه ویژگی ها و شاخص های توپوگرافی و طیفی جهت تعیین MZs استفاده گردید. ویژگی های توپوگرافی مورد استفاده در این مطالعه با استفاده از نرم افزار7.8.2 SAGA و نقشه DEM منطقه مورد مطالعه استخراج گردید. تهیه نقشه ویژگی ها، انتخاب ویژگی-های بهینه با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی (PCA)، تقسیم بندی مزرعه بر پایه ویژگی های منطقه ای و توپوگرافی بهینه با استفاده از الگوریتم های خوشه ای در ترکیب با زمین آمار، مراحل ایجاد MZs در این مطالعه بودند. شاخص عملکرد فازی (FPI) و آنتروپی طبقه بندی نرمال شده (NCE) جهت ارزیابی تعداد بهینه MZs بررسی گردید. تجزیه و تحلیل نیم تغییر نما، الگوی توزیع مکانی متنوع با وابستگی مکانی متوسط تا قوی را برای اکثر ویژگی ها در منطقه مطالعاتی نشان داد. در نهایت شش PC با مقادیر ویژه بیشتر از 1 با مجموع 3/76درصد از واریانس کل برای تجزیه و تحلیل بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. بر اساس حداقل مقدار FPI و NCE، شش ناحیه مدیریتی شناسایی شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان دهنده تفاوت در ویژگی ها در MZs است. این مطالعه نشان داد که تعیین MZs  بر اساس تغییرات مکانی ویژگی های توپوگرافی منطقه می تواند به طور موثری در شناسایی منابع اصلی تغییرپذیری عملکرد محصول و مدیریت خاک برای به حداکثر رساندن تولید محصول استفاده شود.

    کلید واژگان: نواحی مدیریتی، خوشه بندی فازی، زمین آمار
    Golnaz Ebrahimzadeh, Nafiseh Yaghmaeian Mahabadi *, Hossein Bayat:, Hamid Reza Matinfar

    Sustainable soil management with a correct understanding of soil properties helps to maintain soil fertility and prevent soil degradation. This research was conducted to evaluate the potentional use of soil management zones (MZs) as an efficient method to improve the productivity of wheat cultivation. According to this, 140 soil samples were taken randomly from wheat fields. Physical and chemical properties, along with topographical and spectral indices, were used to delineate MZs. Topographic attributes were extracted from digital elevation model (DEM) map preapared in SAGA GIS 7.8.2 software from the study area. Mapping the applied variables, selecting the optimal variable using principal component analysis, and delineating the study area based on soil properties, topographic attributes and spectral indices by using cluster algorithms in combination with geostatistics are major steps for delineating management zones. The fuzziness performance index (FPI) and normalized classification entropy (NCE) were investigated for the number of MZs. The semivariogram and kriging prediction maps showed different spatial distribution patterns, with spatial autocorrelation ranging varies from weak to strong for most of the applied variables. Finally, six principal components (PCs) with an eigenvalue of more than 1 and a total variance of 76.3% were chosen for further analysis. Based on the lowest values of FPI and NCE, six MZs were identified. The mean values demonstrate the difference between the applied properties in the MZs. This study showed that the delineation of MZs can be effectively used in soil management for cultivation crops to maximise crop production.

    Keywords: management zones, Fuzzy clustering, geostatics
  • مژگان مرادی، حمیدرضا مرادی*، مهدی وفاخواه

    خشک سالی از ویژگیهای اصلی و تکرار شونده ی اقلیم های مختلف و هم چنین یکی از وقایع محیطی و بخش جدایی ناپذیر نوسانات اقلیمی است. سامانه های پایش در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد و به همین دلیل از شاخص های کمی موجود برای بیان این پدیده استفاده می گردد. از آنجا که این شاخص ها به صورت نقطه ای محاسبه می گردد، لازم است که به صورت مکانی پردازش شود. در این راستا از روش های میانیابی و از جمله زمین آمار استفاده می شود. در این پژوهش تحلیل و چگونگی تغییرات زمانی خشک سالی هواشناسی و همچنین قابلیت روش های کریجینگ، کوکریجینگ، عکس فاصله وزنی (IDW) و تابع شعاعی (RBF)، در تحلیل مکانی خشکسالی هواشناسی در کل حوزه آبخیز کارون مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل خشک سالی با استفاده ازداده های بارندگی 58 ایستگاه بارانسنجی و 11 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره آماری 30 ساله در بازه زمانی 66-1365 تا 95-1394 با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) انجام گرفت. سپس نقشه های خشکسالی تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که کمترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) مربوط به روش کوکریجینگ با مقدار (32/0)، و روش تابع شعاعی با مقدار (34/0)، و این روش به عنوان بهترین روش برای سال (92-1391) می باشد. هم چنین سال (87-1386)، بیشترین ایستگاه ها درگیر خشک سالی خیلی شدید و سال (79-1378)، بیشترین ایستگاه درگیر خشک سالی شدید بودند. نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ از دقت بالاتری نسبت به سایر روش ها در پهنه بندی خشک سالی برخوردار است.

    کلید واژگان: زمین آمار، شاخص SPI، ایستگاه بارانسنجی، خشکسالی، سامانه های پایش
    Mozhgan Moradi, HamidReza Moradi *, Mehdi Vafakhah

    Drought is one of the main and repeated features of different climates and also one of the environmental events and an integral part of climate fluctuations. Monitoring systems are very important in developing plans to deal with drought and its management, and for this reason, available quantitative indicators are used to express this phenomenon. Since these indices are calculated pointwise, it is necessary to process them spatially. In this regard, mediation methods including geostatistics are used. The analysis and how the meteorological drought changes over time, as well as the ability of kriging, cokriging, image distance weighted (IDW) and radial function (RBF) methods, were evaluated in the spatial analysis of meteorological drought in the entire Karun large watershed. Drought analysis was done using rainfall data from 58 rain gauge stations and 11 synoptic stations with a statistical period of 30 years in the period from 1987 to 2016 using the standardized precipitation index (SPI). Then drought maps were prepared and evaluated. The obtained results showed that the lowest value of the root mean square error (RMSE) related to the cokriging method with a value of (0.32), and the radial function method with a value of (0.34), and this method is considered the best method for the year 2013 is Also, in the year 2008 most stations were involved in very severe drought and year 2000, most stations were involved in severe drought. The results showed that the Cokriging method has higher accuracy than other methods in drought zoning.

    Keywords: Geostatistics, SPI Index, rain gauge station, Drought, Monitoring Systems
  • فاطمه مومنی، علی اشرف امیری نژاد*

    درکشاورزی دقیق، سیستم رتبه بندی قابلیت تولید یک ابزار مهم در ارزیابی کمی کیفیت خاک است. به منظور ارزیابی تغییرات مکانی شاخص های کیفیت فیزیکی خاک یک مزرعه کلزا (Brassica napus)، مطالعه ای در دشت بیلوار کرمانشاه انجام شد. تغییرپذیری مکانی ویژگی های خاک در یک شبکه منظم (ابعاد 100 ×100 متر) با استفاده از تکنیک های زمین آمار و نرم افزار ArcGIS انجام شد. پنج پارامتر مهم فیزیکی خاک شامل جرم مخصوص ظاهری (BD)، تخلخل غیرمویینگی (NCP)، هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks)، رطوبت قابل دسترس (AWC) و کربن آلی (OC) خاک تعیین شدند. شاخص رتبه بندی فیزیکی (PRI) در هر نقطه نمونه برداری نیز با حاصل ضرب ارزش پنج پارامتر مورد بررسی تعیین گردید. نتایج نشان داد که دامنه تاثیر نیم تغییرنما (سمی واریوگرام) برای پارامترهای Ks و AWC بین 137 تا 145 متر و برای پارامترهای پارامترهای OM، BD و NCP به نسبت بلند (161 تا 205 متر) بودند. ساختار مکانی رس و تخلخل غیرمویینگی متوسط (به ترتیب برابر با 0/68 و 0/28) و بقیه پارامترها ضعیف به دست آمد. همچنین، همبستگی بین PRI و عملکرد بیولوژیکی کلزا به نسبت خوب بود (68/0=R2). بررسی نقشه های پهنه بندی ویژگی های فیزیکی خاک بیانگر افزایش BD و کاهش پارامترهای AWC و NCP، به تناسب تغییر بافت خاک و میزان ماده آلی در بعضی نقاط مزرعه بود. بطور کلی، شاخص PRI یک ابزار مهم در ارزیابی کمی شرایط فیزیکی خاک است که با توجه به آن و بر اساس نقشه های پهنه بندی، می توان در راستای بهبود کیفیت فیزیکی خاک در مزارع کشاورزی اقدام کرد.

    کلید واژگان: زمین آمار، شاخص رتبه بندی فیزیکی، عملکرد بیولوژیکی، کلزا
    F. Momeni, A.A. Amirinejad*

    In precision agriculture, a productivity rating system is a significant tool to quantitatively assess soil quality. An experiment was conducted in Bilavar, Kermanshah to evaluate the spatial variability of physical indicators of soil quality of a rapeseed (Brassica napus) field. Spatial variability analysis of soil physical properties measured on a rectangular grid (100 m×100 m) was carried out using a geostatistical analyst extension of Arc-GIS software. Five physical soil quality indicators including bulk density (BD), non-capillary porosity (NCP), field saturated hydraulic conductivity (Ks), available water retention capacity (AWC), and organic carbon (OC) were determined. The physical rating index (PRI) at each sampling point was determined by multiplying the rating values for all five parameters. Results revealed that major ranges of semivariogram for Ks and AWC varied between 137-145 m and for BD, OC, and NCP they were relatively long (161-205 m). Clay and NCP showed moderate spatial dependence (0.68 and 0.28, respectively) whereas the rest of the parameters showed weak spatial dependence. Also, the correlation between PRI and the biological yield of rapeseed was fairly good (R2=0.68). Investigation of zoning maps of soil physical properties showed an increase in BD and a decrease in AWC and NCP parameters depending on changes in soil texture and organic matter content in some parts of the field. In general, the PRI index is an important tool in the quantitative assessment of soil physical conditions, and based on it and zoning maps can improve the physical quality of soil in agricultural fields.

    Keywords: Geostatistic, Physical rating index, Biological yield, Rapeseed
  • ابتسام نیسیان، کامران محسنی فر*، ابراهیم پناهپور، تیمور بابائی نژاد
    زمینه و هدف

    تهیه نقشه حاصلخیزی اراضی دارای اهمیت ویژه ای از نظر، تعیین مناطقی که نیاز به مواد غذایی خاصی دارند، بهینه کردن مصرف کودهای کشاورزی و تسهیل در مدیریت بهینه تغذیه خاک و گیاه، دارد. تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک و گیاه امری معمول است، ولی شناخت این تغییرات به ویژه در اراضی کشاورزی جهت برنامه ریزی دقیق و مدیریت، امری ضروری است. این تحقیق با هدف پهنه بندی الگوی توزیع مکانی عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد، کلسیم و منیزیم در خاک و برگ درختان باغ های پرتقال دزفول با استفاده از مدل گاوسی و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شد. 

    روش پژوهش:

     در محدوده باغ های پرتقال شهرستان دزفول با مساحت 3200 هکتار تعداد 130 نقطه جهت نمونه برداری روی نقشه مشخص شدند. برای تعیین محل نمونه برداری، فاکتورهایی نظیر خاک، کشت و سیستم آبیاری، شیب، پستی و بلندی، نحوه رشد درختان پرتقال در نظر قرار گرفته شد. پس از نمونه برداری خاک (عمق 0-60 سانتی متری) و گیاه، نمونه ها به آزمایشگاه انتقال یافت و غلظت عناصر غذایی پرمصرف اندازه گیری شد. پس از آنالیزهای آماری اولیه روی داده ها، سطح همبستگی متغیرهای سنجش شده در خاک و برگ درختان پرتقال از طریق آزمون همبستگی پیرسون محاسبه شد. با استفاده از نرم افزار R موقعیت مکانی نقاط نمونه برداری در مدل گاوسین شبیه سازی گردید. میان یابی با استفاده از روش های کریجینگ ساده و کرنل صورت گرفت. تحلیل حساسیت مدل به ازاء تغییرات اعمال شده در مقادیر مبنا برای اجرای الگوریتم نیز بر اساس جایگزینی مقادیر مورد نظر از توابع پسین صورت گرفت.

    یافته ها

    بررسی شاخص های پراکندگی نشان داد بیشترین ضریب تغییرات در خاک مربوط به عنصر فسفر و در نمونه های برگ مربوط به عنصر ازت است. نتایج نشان داد مقدار مجذور میانگین مربعات خطا برای عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و گوگرد در کریجینگ ساده در خاک به ترتیب 171/0، 152/0، 132/0 و 153/0 و در روش کرنل 212/0، 152/0، 229/0 و 166/0 و برای نمونه های برگ درختان پرتقال در کریجینگ ساده به ترتیب 121/0، 188/0، 116/0 و 131/0 و در روش کرنل 184/0، 206/0، 172/0 و 229/0 محاسبه گردید. نتایج الگوی توزیع مکانی هر کدام از عناصر اندازه گیری شده در خاک و برگ درختان پرتقال نشان داد کمترین مقدار ازت در جنوب منطقه است (42/0 تا 33/1 میلی گرم بر کیلوگرم) و الگوی توزیع آن شبیه توزیع در برگ درختان پرتقال (09/1 تا 29/1 میلی گرم بر کیلوگرم) است. منیزیم در شمال و قسمتی از جنوب کمترین مقدار (11/3 تا 57/4 میلی گرم بر کیلوگرم) و گوگرد در بیشتر خاک منطقه بین 31/21 تا 25/26 میلی گرم بر کیلوگرم است.

    نتایج

    در بررسی کارایی مدل آماری گاوسین در پراکنش عناصر غذایی در خاک و برگ درختان پرتقال باغ های شهرستان دزفول، نتایج نشان داد ضریب همبستگی خطی پیرسون محاسبه شده، بیشترین همبستگی بین کلسیم و پتاسیم همچنین منیزیم و کلسیم در خاک وجود دارد ولی در برگ درختان پرتقال همبستگی خطی بین هیچ کدام از عناصر غذایی وجود ندارد. در برآورد بهترین روش درون یابی عنصر کلسیم در خاک کمترین خطا در هر دو روش کرنل و کریجینگ ساده را داشت درحالی که در برگ گیاه، منیزیم در روش کرنل و پتاسیم در روش کریجینگ ساده خطای کمتری دارد. بالاترین خطا برای خاک و گیاه به ترتیب مربوط به پتاسیم و کلسیم در روش کرنل است.

    کلید واژگان: تغییرات مکانی، زمین آمار، عناصر غذایی، نیم تغییرنما
    Ebtesam Neissian, Kamran Mohsenifar *, Ebrahim Panahpour, Teimor Babainejad
    Background and Aim

    Creating land fertility maps are especially important in terms of determining the areas that need particular nutrients, optimizing the use of agricultural fertilizers, and facilitating the optimal management of soil and plant nutrition. Spatial changes in soil and plant nutrients are common, but knowing these changes is essential for accurate planning and management, particularly regarding agricultural lands. This research aims at zoning the spatial distribution pattern of nutrients, aka nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, calcium and magnesium, in the soil and leaves of Dezful orange orchards trees using the Gaussian model and geographic information system (GIS).

    Method

    A total number of 130 sampling points are set on the map in the vicinity of orange orchards of Dezful City with an area of 3200 hectares. Factors such as soil, cultivation and irrigation system, slope, elevation, and the manner of orange trees growth are considered to determine sampling locations. Following sampling the soil (0-60 cm depth) and plants, the samples are transferred to the laboratory and the concentration of the most consumed nutrients is measured. After preliminary statistical analyzes on the data, the correlation level of the variables that are measured in the soil and leaves of orange trees, are calculated with the Pearson correlation test. The location of sampling points is simulated via Gaussian model by using the R software. The interpolation is computed using simple kriging and kernel methods. The model sensitivity analysis for the changes applied in the base values for implementing the algorithm, is done based on the replacement of the desired values from the posterior functions as well.

    Results

    Analysis of dispersion indices show that the highest coefficient of variation is related to phosphorus element in soil and nitrogen element in leaf samples. The results illustrate that the mean square error values for elements of nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur are calculated respectively as 0.171, 0.152, 0.132 and 0.153 in simple kriging in soil, and as 0.212, 0.152, 0.229, and 0.166 in kernel method in soil; and respectively as 0.121, 0.188, 0.116 and 0.131 in simple kriging in samples of orange tree leaves, and as 0.184, 0.206, 0.172 and 0.229 in kernel method in the leaves samples as well. The results of the spatial distribution pattern of each of the measured elements in the soil and leaves of orange trees demonstrate that the lowest amount of nitrogen is in the south of the region (0.42 to 1.33 mg/kg) and its distribution pattern is similar to the distribution in the leaves of orange trees (0.9 1 to 1.29 mg/kg). Magnesium has the lowest in the north and part of the south (3.11 to 4.57 mg/kg), and sulfur in most soil of the region is between 21.31 and 26.25 mg/kg.

    Conclusion

    In examining the effectiveness of the Gaussian statistical model in the distribution of nutrients in the soil and leaves of orange trees in the gardens of Dezful city, the results display that the calculated Pearson linear correlation coefficient  has the highest correlation between calcium and potassium, as well as magnesium and calcium in the soil, but there is no linear correlation between any of the nutrients in the leaves of orange trees. In estimating the best interpolation method, calcium element in soil has the least error in both kernel and simple kriging methods, whereas in plant leaves, magnesium in kernel method and potassium in simple kriging method have less error. The highest error for soil and plant is related to potassium and calcium respectively, in the Cornell method.

    Keywords: Geo-statistical, nutrients, Semi-variogram, spatial variation
  • سید محمد تاج بخش فخرآبادی*، جواد مومنی دمنه

    روش های مختلفی برای درون یابی داده مکانی وجود دارد و هر گونه کاستی در انتخاب روش مناسب توزیع مکانی عوامل اقلیمی و بی توجهی به دقت روش های درون یابی می تواند موجب بروز خطا در برآوردهای طراحی گردد. در این پژوهش از داده های ماهانه بارندگی 79 ایستگاه سینوپتیک با حداقل 30 سال طول دوره آماری از 1988 تا سال 2017 استفاده گردید. پس از بررسی رژیم بارش در حوزه های آبخیز شش گانه ایران، مقدار SPI در بازه های 3، 5 و 8 ماهه از داده های بارندگی ماهانه در هر سال استخراج و برای هر ایستگاه محاسبه و برای هریک از پدیده ها (SOIو NAO) موردبررسی قرار گرفت و در سه گام زمانی ده ساله، سال هایی با خشک سالی های بسیار شدید در حوضه مشخص گردید. در تعیین توزیع بارندگی در پریودهای زمانی 10 ساله در نقاط فاقد آمار از شاخص های میانگین قدر مطلق خطای نسبی (MARE)، میانگین خطای اریبی انحراف (MBE)، درصد میانگین خطای مطلق (MAPE) و ریشه دوم میانگین مربع خطا (RMSE) استفاده گردید. در مجموع با استفاده از خطاهای فوق در دوره سه ماهه، پنج ماهه و 8 ماهه در بین روش های درون یابی قطعی، روش توابع پایه ای شعاعی (RBF) و درون یابی چندجمله ای محلی (LPI) نسبت به دو روش دیگر (IDW,GPI)، (نتایج دوره 3 و 5 ماهه بالای 62 درصد بوده و 8 ماهه بالای 72 درصد) نتایج بهتری ارایه کرده است. در مورد روش های کریجینگ، روش کریجینگ ساده (درجه دوم منطقی) در درون یابی متغیرهای بارش میانگین، بارش با دوره 3 و 5 ماهه، روش کریجینگ ساده (نمایی) در درون یابی متغیرهای بارش میانگین بارش با دوره 8 ماهه بهترین روش زمین آمار بوده است.

    کلید واژگان: پدیده های اقلیمی، پهنه بندی، حوزه آبخیز، خشکسالی، زمین آمار
    Seyed Mohammad Tajbakhsh Fakhrabadi *, Javad Momeny
    Background and ObjectivesIn

     order to study the spatial patterns and prepare spatial distribution maps, point data are generalized to the surface by moving away from the site in the interpolation process. The values ​​of indefinite points are estimated by using the measured values at definite points. There are different methods for spatial data interpolation and any major defect in the spatial distribution of climatic factors and slight inattention to the appropriate method of interpolation method can lead to errors in the design estimates. So far, many researches have been done in the field of climate data interpolation in the world. The aim of this paper is determining the most appropriate method of rainfall extension pattern and fitting the best distribution function to the annual average rainfall data. In addition to the performances of different interpolation methods, the choice of the optimal model for zoning rainfall amounts in different time periods is the goal of paper.

    Methodology

    Iran is located in West Asia and borders the Caspian Sea, Persian Gulf, and Oman. With an area of 1,648,000 square kilometers (636,000 sq. mi), Iran ranks seventeenth in size among the countries of the world. The study area is located between 32° 25' 14.67" N and 53° 40' 58.86" E. Iran has a variable and continental climate in which most of the relatively scant annual precipitation falls from October through April. The average elevation of this plateau is about 900 meters (2,953 ft.), but several of the mountains that tower over the plateau exceed 3,000 meters (9,843 ft.). Volcanic Mount Damavand, 5,610 meters (18,406 ft.), located in the center of the Alborz, is not only the country's highest peak but also the highest mountain on the Eurasian landmass west of the Hindu Kush .The monthly precipitation data from 79 synoptic stations with at least 30 years during the period from 1988 to 2017 were used. Very severe drought years and SPI values identified in the intervals of 3, 5 and 8 months until the end of May were extracted from monthly rainfall data in each year and in three ten-year steps. In order to determine the distribution of rainfall in 10-year time periods in the lack of data points, the indices of mean absolute value of relative error (MARE), mean bias error (MBE), mean absolute percent error (MAPE) and the root mean squared error (RMSE) has been used.

    Findings

    In general, using the above errors in the quarterly, five-month and eight-month periods between definitive interpolation methods, radial basis functions (RBF) and local polynomial interpolation (LPI) compared to the other two methods (IDW, GPI) has provided proper results that is consistent with the results of Misaghi (2006) and Eivazy (2012). Regarding the method of radial functions, the quadratic interpolation method had the lowest correlation for all variables except rainfall with a period of 3 months. Kriging methods have given better results compared to IDW method, which is consistent with the results of Soleimani et al. (2004) and Zabihi et al. (2011). The methods of kriging, simple kriging method (second-order logic) in the interpolation parameters of mean rainfall, (3 and 5 months), simple kriging method (exponential) in the interpolation variables precipitation with a period of 8 months were the best methods. Therefore, kriging method has presented relatively more accurate results, which is consistent with the results of Mirmousavi et al. (2010).

    Conclusion

    The results showed that the most droughts occurred in the second decade of the third decade, the trend is still less severe drought is occurring and the lowest is in the first decade. In order to study the effect of SOI and NAO on drought and wet years in the country, the correlation matrix was determined to investigate the drought and wet periods. Then, geostatistical modelings were performed to describe these effects. Finally, based on the study of stations and zoning models, it can be stated that the Lanina phenomenon has a little effect on drought and annual rainfall and the El Nino phenomenon has a relatively greater effect. The results show that GPI and IDW methods are not considered as good performance. These methods are based on the fit of polynomial functions on spatial data. According to the results obtained in every area and for different parameters, a single method cannot be selected as the most appropriate method and the most appropriate method can be selected. Based on the results, the most appropriate choice depends on the characteristics of the regions and a single method cannot be selected for all regions. The results show that GPI and IDW methods are not suitable and modeling in these two methods is based on fitting polynomial functions to spatial data. RBF and LPI methods have provided better output rather than other methods because the results of the 3 and 5 month periods were above 62% and the 8 months were above 72%.

    Keywords: Climatic phenomena, Drought, Geostatistical, Watershed, Zonation
  • شیوا قلی زاده سرابی، عطاءالله جودوی*، میثم مجیدی، عباس ابراهیمی، اعظم رونقی

    شبکه های پایش آب زیرزمینی داده های مهمی را ارایه می دهند که برای درک دینامیک سامانه های هیدروژیولوژیکی ضروری هستند. ازآنجاکه هزینه نصب و نگهداری شبکه های پایش آب زیرزمینی بسیار زیاد است، طراحی بهینه و ارزیابی اثربخشی شبکه پایش ضرورت می یابد. این مقاله کاربرد یک روش جدید زمین آماری را مبتنی بر مفهوم «احتمال پذیرش»، با هدف بهینه سازی شبکه چاه های مشاهده ای موجود در آبخوان آبرفتی شیروان، واقع در استان خراسان شمالی، ارایه می نماید. به این منظور با انتخاب واریوگرام مناسب و با استفاده از کریجینگ معمولی، احتمال پذیرش در آبخوان محاسبه شد. سپس بر اساس الگوی مکانی سطح آب زیرزمینی، احتمال پذیرش برای بخش های مختلف آبخوان محاسبه و مقادیر «دقت پذیرش» در سطوح احتمالی مختلف تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد با شبکه چاه های مشاهده ای موجود، 19/2 درصد از سطح آبخوان دقت پذیرش بسیار بالایی دارد. از سوی دیگر، با اصلاح شبکه چاه های مشاهده ای موجود و اضافه شدن نقاط پیشنهادی، 46/7 درصد از سطح آبخوان دقت پذیرش بسیار بالایی خواهد داشت. بنابراین، به نظر می رسد ایجاد چاه های مشاهده ای جدید در نقاط پیشنهادی و یا جابه جایی چاه های کم اهمیت به این نقاط، باعث افزایش دقت پذیرش و بهبود کارایی شبکه چاه های مشاهده ای موجود می شود.

    کلید واژگان: احتمال پذیرش، پایش آب زیرزمینی، دقت پذیرش، زمین آمار، کریجینگ
    Sh. Gholizadeh Sarabi, Ata Joodavi *, Maysam Majidi, Abbas Ebrahimi, Azam Ronaghi

    Groundwater monitoring networks provide important data which are necessary to understand the dynamics of hydrogeological systems. Since the cost of the installation and maintenance of groundwater monitoring networks is extremely high, optimal design and the assessment of the effectiveness of the monitoring networks is necessary. This paper presents the application of a newly developed geostatistical method based on the acceptance probability concept, to optimize the existing network of observation wells in the Shirvan alluvial aquifer, located in North Khorasan province. To this aim, by choosing a suitable semi-variogram and using ordinary kriging, the acceptance probability in the aquifer was calculated. Then, based on the spatial pattern of groundwater level, the acceptance probability was calculated for various parts of the aquifer and the acceptance accuracy values were analyzed at different levels of probability. The results showed that based on the existing observation wells network, 19.2% of the aquifer area has a very high acceptance accuracy. On the other hand, by modifying the network of existing observation wells and adding suggested points, 46.7% of the aquifer area will have a very high acceptance accuracy. Therefore, the installation of new observation wells in the proper locations will increase the accuracy acceptance and improve the efficiency of the observation well network.

    Keywords: Acceptance Probability, Groundwater Monitoring, Acceptance Accuracy, Geostatistics, Kriging
  • سیامک ارشدی، بهمن فرهادی بانسوله*، فرهنگ سرگردی، شاهرخ فاتحی

    حداکثر دبی آبپاش، حداکثر دور آبیاری و نیاز آبشویی از عوامل پایه ای طراحی سامانه های آبیاری بارانی هستند که بر اساس خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب و خاک تعیین می گردند. هدف از این مطالعه تهیه نقشه مکانی پارامترهای مذکور در دشت های شهرستان اسلام آباد غرب واقع در استان کرمانشاه است. در این مطالعه از نتایج آزمایش های آب و خاک 261 طرح آبیاری بارانی که منبع تامین آب آن ها چاه کشاورزی بوده است استفاده شد. نقشه های مربوط به خصوصیات آب و خاک و همچنین پارامترهای پایه ای محاسبه شده با روش های درون یابی کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله (IDW) برای شبکه های 100 متری تهیه گردید. نتایج پهنه بندی شوری آب زیرزمینی بر اساس روش های میان یابی کریجینگ و IDW به ترتیب بیانگر این بود که 100 و 97 درصد آب زیرزمینی منطقه دارای هدایت الکتریکی کمتر از 700 میکرو زیمنس بر سانتی متر هست. نفوذپذیری نهایی خاک در مناطق غربی شهرستان که خاک آن دارای درصد رس بیشتری بود، کمتر از سایر مناطق بود. کمترین مقدار برای حداکثر دبی آبپاش در شبکه 20*20 متری در روش های کریجینگ و IDW به ترتیب 95/0 و 57/0 لیتر در ثانیه محاسبه گردید. نتایج بیانگر این است که ازنظر کیفیت آب محدودیتی برای استفاده از آب های زیرزمینی منطقه برای آبیاری وجود ندارد. با توجه به اینکه کسر آبشویی کمتر از ده درصد محاسبه شد نیازی به در نظر گرفتن کسر آبشویی در محاسبات آبیاری نیست. با توجه به نتایج به دست آمده و نقشه های تهیه شده می توان بدون انجام آزمایش های آب و خاک جدید، نسبت به طراحی سامانه های آبیاری بارانی در دشت های مورد مطالعه اقدام نمود.

    کلید واژگان: آبیاری تحت فشار، زمین آمار، سامانه اطلاعات جغرافیایی، کیفیت آب، میان یابی
    Siamak Arshadi, Bahman Farhadi Bansouleh *, Farhang Sargordi, Shahrokh Fatehi

    Maximum sprinkler flow rate, maximum irrigation interval, and leaching requirement are the primary factors in designing sprinkler irrigation systems, which are determined based on the physical and chemical properties of water and soil. This study aimed to prepare the spatial maps of the mentioned parameters in the plains of Islamabad-Gharb district, Kermanshah province. In previous studies, kriging and IDW methods have been found to be suitable for zoning the physical and chemical properties of groundwater and soil. Asadzadeh et al. (2019) investigated the spatial changes of groundwater quality indicators in Ardabil plain by kriging method to investigate the water situation in this area for irrigation systems. Yonesi et al. (2020) also zoned some critical water quality parameters (such as nitrate) of the Najafabad aquifer using the kriging method. Kumar and Sangeetha (2020) used the IDW method to classify groundwater quality in the study area and classify it according to drinking and agricultural uses. Karami and Basirat (2015) evaluated the spatial variations of some surface soil characteristics of Arsanjan plain by kriging and IDW methods. on the other hand, a specific method can not be considered the best method for intermediation and zoning of these parameters. In this study, both methods were used for mediation.

    Keywords: Geostatistics, GIS, Interpolation, Pressurized irrigation, water quality
  • لاله پرویز*، رضا احدی، فاطمه سید میلانی
    آگاهی در مورد توزیع مکانی ویژگی های خاک نقش مهمی در سیستم رشد و عملکرد محصول در بخش کشاورزی دارد. در این راستا جهت افزایش دقت در توزیع مکانی pHخاک، الگوریتم ژنتیک در ترکیب برآوردهای رگرسیون خطی، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و زمین آمار (درون یابی کریجینگ) در مناطقی از استان آذربایجان شرقی (شهرستان های بناب، عجب شیر و مراغه) مورد استفاده قرار گرفت. مدل نیم تغییرنمایخطی در درون یابی کریجینگ دارای کمترین مقدار خطااست. برنامه ریزی بیان ژن و رگرسیون خطی به ترتیب در برآورد توزیع مکانیpHخاک، کمترین و بیشترین مقدارخطا را دارند،میزان کاهشمیانگین مربع خطا، خطای جذر میانگین مربعات، خطای جذر میانگین مربعات نسبیاز رگرسیون خطی به زمین آمار بهترتیب 67/47،58/27 و 47/26 درصد و میزان کاهششاخص پراکندگی و میانگین درصد خطای مطلق تعدیل شده از رگرسیون خطی به برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب 8/23 و 03/37 درصد است.روش ترکیبیبا استفاده از الگوریتم ژنتیک نسبت به سه نوع مدل سازی، خطای برآورد توزیع مکانی pHخاک را کاهش می دهد ،به عنوان نمونه میزان کاهشمیانگین مربع خطا، خطای جذر میانگین مربعات، خطای جذر میانگین مربعات نسبیاز مدلبرنامه ریزی بیان ژن به روش ترکیبی به ترتیب برابر با 33/23،76/11 و 10 درصد است. برآوردهای pHبا روش ترکیبی در محدوده قلیایی می باشد که با مقادیر اندازه گیری شدههم خوانی دارد. کمینه و بیشینه مقدار قدر مطلق اختلاف بین مقادیر اندازه گیری و تخمینی در نقاط مورد بررسی به ترتیب در بناب(09/0) و عجب شیر (25/0)می باشد.معیار میانگین درصد خطای مطلق در روش ترکیبی در محدوده قابل قبول از نظر عملکرد است و این مسیله کارایی روش مورد استفاده را در برآورد توزیع مکانی پ هاشخاک نشان می دهد.
    کلید واژگان: توزیع مکانی، الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی بیان ژن، زمین آمار
    Reza Ahadi, Fatemeh Seyyed Milani
    Awareness about spatial distribution of soil properties plays an important role in the system of crop growth and yield in the agricultural field. In this regard, genetic algorithm was used to increase the accuracy in spatial distribution of soil pHwhich combines the estimates of linear regression, gene expression programming (GEP) and geostatistics (kriging interpolation) with data related to some parts of East Azerbaijan province (Bonab,Maragheh and Ajabshir). The linear model of kriging interpolation had the minimum error. Gene expression programming and linear regression had the lowest and highest error for soil pH spatial distribution estimation, respectively, for example the mean square error, root mean square error, relative root mean square errordecreasing from linear regression to geostatistics was 47.67%,27.58%, 26.47% and scatter index and adopted mean absolute percentage error decreasing from linear regression to GEP was 23.8% and 37.03%, respectively. The use of genetic algorithm in combination method reduced the error of spatial distribution compared to the tree types of models, for example mean square error, root mean square error, relative root mean square errordecreasing from GEP to combination method was 23.33%, 11.76%,10%, respectively. The estimates of soil pH with combination method are in the alkaline range, which is consistent with the obtained data.  The minimum and maximum value of the absolute difference between measured and estimated data were at point in Bonab (0.09) and Ajabshir(0.25), respectively. The mean absolute percentage error of combination method was in acceptable range and this shows the efficiency of combination method for soil pH spatial distribution estimation.
    Keywords: Spatial distribution, Genetic algorithm, Gene expression programming, Geostatstic
  • سمیه دهقانی*، مهدی نادری خوراسگانی، احمد کریمی

    اطلاع و آگاهی از توزیع غلظت فلزات سنگین در اجزای مختلف ذرات خاک به منظور ارزیابی خطر فلزات سنگین دارای اهمیت است. این مطالعه با هدف ارزیابی برخی شاخص های آلودگی و تغییرات مکانی در برآورد آنها در اجزای مختلف ذرات خاک سطحی (2000> و 63> میکرون) در حوضه آبخیز باغان در جنوب شرقی استان بوشهر با وسعتی حدود 929 کیلومتر مربع انجام گرفت. 120 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق0 تا 20 سانتی متر با استفاده از تکنیک ابر مکعب لاتین برداشته شدند. آلودگی خاک با استفاده از شاخص های ژیوشیمیایی ضریب آلودگی (CF) و بار آلودگی (PLI) مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور مدل سازی تغییرات مکانی CF و PLI از روش کریجینگ در محیط Arc GIS بهره گرفته شد. بر اساس ارزیابی های صورت گرفته، شاخص CF نشان داد که ذرات در اندازه 2000> میکرون نسبت به همه فلزات در شرایط آلودگی متوسط (3≤ CF<1) قرار دارند و با ریزتر شدن ذرات خاک (ذرات با قطر63> میکرون) نسبت به فلز Cd وضعیت آلودگی قابل توجهی و نسبت به سایر فلزات آلودگی متوسط را نشان می دهد. CFZn، CFCu و CFFe در کلاس اندازه ذرات 2000> میکرون و CFPb در کلاس ریزتر با مدل کروی و سایر ضرایب آلودگی فلزات با مدل نمایی برازش داده شدند. بیشترین دامنه تاثیر در 2000> و 63> میکرون به ترتیب مربوط به CFCd و CFFe است. یافته های این مطالعه موید این است که منطقه مورد مطالعه نیازمند اقدامات اصلاحی نسبت به فلز کادمیوم و پایش مداوم در محیط است.

    کلید واژگان: آلودگی خاک، زمین آمار، ضریب آلودگی، بارآلودگی و حوضه آبخیز باغان
    S. Dehghani*, M. Naderi Khorasgani, A. Karimi

    Knowledge of the distribution of heavy metal concentrations in different components of soil particles is significant to assess the risk of heavy metals. The objective of this study was to evaluate some pollution indices and spatial variations in their estimation in different components of soil particle size fractions (<2000 and> 63 μm) in the Baghan watershed in the southeast of Bushehr province with an area of about 929 square kilometers. The location of 120 surficial composite soil samples (0-20 cm) was determined by using the Latin hypercube method. Soil pollution was assessed using geochemical indices of contamination factor (CF) and pollution load index (PLI). The kriging method was used in the Arc GIS software to interpolate the spatial variations of CF and PLI. Based on the results, the CF displayed the particles in the size < 2000 microns compared to all metals in moderate pollution conditions (1≤CF <3) and with the fineness of soil particles (particles with a diameter <63 microns) concerning to Cd metal shows significant contamination status and moderate pollution with other metals, respectively. CFZn, CFCu, and CFFe in particle size <2000 microns and CFPb in finer class were fitted with a spherical model and other metal contamination coefficients with an exponential model. CFCd and CFFe have the highest impact ranges at <2000 and < 63 microns, respectively. The results of this research confirm that corrective operation is needed to monitor cadmium status in the studied area.

    Keywords: Soil contamination, Geostatistics, Contamination factor, Pollution load index, Baghan watershed
  • رضا دهشیبی*، فاطمه شیرزادی، عباس خاشعی سیوکی

    با توجه به اهمیت ارزیابی وضعیت کیفیت آب های زیرزمینی برای مصارف صنعتی و کشاورزی، این پژوهش به بررسی کیفیت آب زیرزمینی در منطقه خراسان جنوبی و بررسی پیوستگی مکانی متغیر هدایت الکتریکی در این منطقه پرداخته است. از نرم افزارهای Isatis و Surfer جهت نمایش گرافیکی تغییرات پارامترهای کیفی در محدوده منطقه مطالعاتی و انجام شبیه سازی گاوسی متوالی جهت بررسی پیوستگی مکانی بین متغیر هدایت الکتریکی استفاده شد. بعد از نرمال سازی داده ها، به مدل سازی پرداخته شد، به طوری که ابتدا واریوگرام ترسیم شد و سپس مدل مناسب، جهت برازش به واریوگرام تجربی بر اساس کمترین خطای SSR، با استفاده از ارزیابی متقابل بهترین مدل واریوگرام از بین مدل های (کروی، توانی، کوبیک و...)، انتخاب و مدل سازی انجام شد. بعد از مرحله مدل سازی به انجام شبیه سازی گاوسی پرداخته و نقشه پیوستگی مکانی متغیر هدایت الکتریکی ارایه شد. نتایج حاصل از آمار مقدماتی نشان داد از نظر طبقه بندی هدایت الکتریکی جهت شوری، اکثر مناطق نمونه برداری، دارای هدایت الکتریکی2250-750 و بالاتر از2250 هستند. در ادامه، پیوستگی مکانی متغیر بررسی شد. نقشه احتمال وجود مقادیر، با هدایت الکتریکی بالاتر از 750 میکروموهس بر سانتی متر نشان داد که اکثر مناطق دارای هدایت الکتریکی بالایی هستند. مطالعه آمار مقدماتی بر روی طبقه بندی درصد سدیم در آب های کشاورزی در منطقه مورد مطالعه نیز نشان داد که درصد سدیم اکثر نقاط نمونه برداری، بین 40 تا 60 درصد است.

    کلید واژگان: ایساتیس، زمین آمار، شبیه سازی گاوسی، کیفیت
    Reza Dehshibi *, Fatemeh Shirzadi, Abbas Khashei Siuki

    Considering the importance of assessing the status of groundwater quality for industrial and agricultural uses, this study investigates the quality of groundwater in the South Khorasan region and examines the spatial continuity of the variable electrical conductivity in this region. Isatis and Surfer softwares were used to graphically display the changes of qualitative parameters in the study area and to perform sequential Gaussian simulations to investigate the spatial continuity between the electrical conductivity variables. After normalizing the data, modeling was performed, so that first the variogram was drawn and then the appropriate model to fit the experimental variogram based on the least SSR error, using cross-evaluation of the best variogram model among the models (spherical, power, cubic, etc), Selection and modeling were performed. After the modeling stage, Gaussian simulations were performed and the spatial continuity map of the electrical conductivity variable was presented. The results of preliminary statistics showed that in terms of electrical conductivity classification for salinity, most sampling areas have an electrical conductivity of 2250-750 and above 2250. Next, the spatial coherence of the variable was investigated. The probability map of values with an electrical conductivity higher than 750 μM / cm showed that most areas have high electrical conductivity. The study of preliminary statistics on the classification of sodium content in agricultural waters in the study area also showed that the sodium percentage of most sampling points is between 40 and 60%.

    Keywords: Isatis, statistical context, Gaussian simulation, water quality
  • هادی ترکیان ایورقی، ناصر نظری*، علی فرامرزی، علی خانی
    تغییرات مکانی شاخص های کیفی آب های زیرزمینی، از جمله عوامل تاثیرگذار بر سیاست های مدیریت برداشت و مصرف این منابع هستند. در مناطق اقلیمی خشک و نیمه خشک، آب های زیرزمینی از جمله منابع مهم جهت بهره برداری برای مقاصد مختلف به خصوص کشاورزی و شرب محسوب می شوند که بررسی شاخص های کیفی آن در راستای ارزیابی امکان استفاده از آب های زیرزمینی در بخش-های مختلف حایز اهمیت است. در این پژوهش، دقت روش های زمین آمار کریجینگ و کوکریجینگ و نیز روش های قطعی عکس فاصله وزن دار و توابع پایه شعاعی جهت پیش بینی پراکنش مکانی پارامترهای کیفی آب های زیرزمینی شامل غلظت کلر، سدیم، منیزیم، کلسیم، سولفات، نسبت جذبی سدیم، غلظت کل املاح و هدایت الکتریکی در منطقه ترکمنچای مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی نتایج از روش ارزیابی متقابل و شاخص های MAD، RMSE و R استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، روش کوکریجینگ بهترین روش پهنه بندی تمام شاخص های مورد مطالعه می باشد. مقادیر RMSE برای هدایت الکتریکی معادل 67/130 میکروموس بر سانتی متر، غلظت کل املاح معادل 13/61 میلی گرم بر لیتر، غلظت کلسیم معادل 84/0 میلی اکی والان بر لیتر، غلظت منیزیم معادل 53/0 میلی اکی-والان بر لیتر، غلظت سدیم معادل 63/0 میلی اکی والان بر لیتر، غلظت کلر معادل 41/0 میلی اکی والان بر لیتر، غلظت سولفات معادل 58/0 میلی اکی والان بر لیتر و نسبت جذبی سدیم معادل 31/0 میلی اکی والان بر لیتر گزارش شد. همچنین ارزیابی نتایج حاصل از پراکنش مکانی شاخص ها نشان داد که منابع آب های زیرزمینی در کل منطقه مورد مطالعه وضعیت مطلوبی جهت استفاده برای مصارف مختلف دارد که این امر در نیمه شمالی محدوده مطالعاتی مشهودتر است. با توجه به روند تغییرات غلظت عناصر در محدوده روستای خواجه غیاث به منظور بهبود شرایط و ارایه سیاست های برداشت و مصرف از آب های زیرزمینی با هدف جلوگیری از افت کیفیت آب توصیه می شود پایش کیفی آب به صورت منظم انجام شود.
    کلید واژگان: ارزیابی متقابل، ترکمنچای، زمین آمار، کریجینگ، کوکریجینگ
    Hadi Tarkian Ivaragi, NASER NAZARI *, Ali Faramarzi, Ali Khani
    Spatial variations in the qualitative indicators of groundwater resources are among the factors influencing the policies of harvest management and consumption of these resources. In arid and semi-arid climatic zones, groundwater is one of the important resources for exploitation for various purposes, especially agriculture and drinking and importance study of its quality indicators in order to assess the possibility of using water resources. In this research, the accuracy of kriging and cokriging statistical methods as well as definite inverse weighted distance methods and radial base functions to predict the spatial distribution of groundwater quality parameters including chlorine, sodium, magnesium, calcium Sulfate, sodium adsorption ratio, total solute concentration and electrical conductivity were investigated in Turkmenchay region. In order to evaluate the results, cross-evaluation method and MAD, RMSE and R indices were used. Based on the obtained results, the cokriging method is the best method for zoning all the studied indicators. RMSE values for electrical conductivity are 130.67 μmohs/cm, total solute concentration is 61.13 mg/lit, calcium concentration is 0.84 meq/lit, magnesium concentration is 0.53 mg/lit, sodium concentration equal to 0.63 meq/lit, chlorine concentration equal to 0.41 meq/lit, sulfate concentration equal to 0.58 meq/lit and Sodium absorption ratio was obtained as 0.31 meq/lit were reported. Also, the evaluation of the results obtained from the spatial distribution of indicators showed that the groundwater resources in the whole study area are in a favorable condition for use for various purposes, which is more evident in the northern half of the study area. Due to the trend of changes in the concentration of elements in the area of Khajeh Ghias village, in order to improve the conditions and provide policies for extraction and consumption of groundwater in order to prevent a decline in water quality, it is recommended to monitor water quality regularly.
    Keywords: Geostatistic, Co-kriging, Kriging
  • مبینا ربیعی، حجت کرمی*

    به دلیل پیچیدگی های موجود در طبیعت سیستم های آب زیرزمینی و همچنین محدودیت های موجود در حفر گمانه ها، مدل سازی زمانی و مکانی تراز آب زیرزمینی به آسانی میسر نمی باشد. به منظور یافتن راهکارهایی مفید برای پیش بینی زمانی-مکانی سطح آب زیرزمینی، از روش های هوش مصنوعی مانند RBF, ANN, SVR, ANFIS و مدل سازی ARIMA و ترکیب آن ها با روش های زمین آماری استفاده شده است. مطالعه موردی این تحقیق دشت سمنان می باشد. مرحله اول، مدل سازی زمانی سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش های مختلف انجام گرفته است. نتایج نشان داد که مدل ANFIS نسبت به روش های دیگر پیش بینی ماهانه تراز آب زیرزمینی را در مرحله آزمایش با دقت بالاتری ارایه می دهد (994/0= R2 و 041/0 = . RMSE مرحله بعد، از داده های خروجی ANFIS، به عنوان داده های ورودی مدل زمین آمار استفاده شده است و مدل کریجینگ خطی به عنوان بهترین مدل برای توسعه مکانی تراز آب زیرزمینی انتخاب گردیده است  8889/0=R2 و 376/2= RMSE  . نتایج این پژوهش نشان داد که تلفیق مدل ANFIS و مدل کریجینگ خطی، یک روش مناسب برای پیش بینی زمانی و مکانی تراز آب زیرزمینی می باشد.

    کلید واژگان: پیش بینی زمانی، پیش بینی مکانی، تراز آب زیرزمینی، زمین آمار، ANFIS
    Mobina Rabiee, Hojat Karami *

    Due to the complexity of the nature of groundwater systems as well as the limitations of borehole drilling, temporal and spatial modeling of groundwater levels are not readily possible. Artificial intelligence methods such as RBF, ANN, SVR, ANFIS and ARIMA modeling and their combination with geostatistical methods have been used to find useful solutions for spatial prediction of groundwater level. The case study of this study is Semnan plain. The first step is the temporal modeling of groundwater level using different methods. The results showed that the ANFIS model provides more accurate prediction of the monthly groundwater level in the experimental stage than other methods (R2 = 0.994 and RMSE = 0.041). Next step, the ANFIS output data is used as input data for the geostatistical model and the linear kriging model is selected as the best model for spatial development of groundwater level. (R2 = 0.8889 and RMSE = 2.376). The results of this study showed that the combination of ANFIS model and linear kriging model is an appropriate method for temporal and spatial prediction of groundwater level.

    Keywords: : time forecast, spatial forecast, groundwater level, Geostatistical
  • ایمان ابراهیمی هفت چشمه، بهمن فرهادی بانسوله*

    با توجه به تغییرات مکانی و کمبود اندازه گیری های نقطه ای تبخیر تعرق، استفاده از روش های درون یابی جهت برآورد مکانی این کمیت ضروری به نظر می رسد. هدف از این مطالعه برآورد تبخیرتعرق مرجع (ETo) در سطح استان کرمانشاه و مقایسه آن با سند ملی آب کشور می باشد. به این منظور، داده های روزانه هواشناسی 38 ایستگاه در استان کرمانشاه و استان های همجوار از سازمان هواشناسی اخذ گردیده و برای محاسبه و پهنه بندی ETo به سه روش بر اساس فرمول پنمن و پنمن- مانتیث استفاده شد. در روش های اول و دوم، ابتدا داده های هواشناسی درون یابی و سپس ETo بر اساس آن داده ها محاسبه شد، در حالی که در روش سوم ابتدا مقادیر ETo در ایستگاه های سینوپتیک محاسبه و سپس درون یابی انجام گرفت. به این منظور کل استان به 366 یاخته با ابعاد 10×10 کیلومتر تقسیم و با استفاده از نرم افزار CGMS درون یابی شد. نتایج نشان داد که ETo تغییرات مکانی قابل توجهی درسطح استان دارد. به طور کلی می توان گفت مناطق غربی که دمای بیشتر و ارتفاع کمتری دارند، تبخیر تعرق بالاتری دارند. مقادیر ETo محاسبه شده در استان کرمانشاه بر اساس روش پنمن- مانتیث بیشتر از روش پنمن بود. گرچه کمیت ETo در سند ملی آب کشور بر اساس فرمول پنمن- مانتیث محاسبه شده ولی مقدار آن در دشت های استان با مقادیر برآوردی با روش اول (فرمول پنمن) مطابقت داشت.

    کلید واژگان: زمین آمار، پنمن&ndash، مانتیث، تبخیرتعرق، میان یابی، CGMS
    Iman Ebrahimi Haftcheshmeh, Bahman Farhadi Bansouleh *

    Due to the spatial variations of evapotranspiration, and lack of adequate point estimations using interpolation methods for spatial analysis is necessary. The aim of this study was to estimate the regional values of reference evapotranspiration (ETo) in Kermanshah province, west of Iran and comparison with Iran National Water Document. For this purpose, daily weather data of 38 meteorological stations of Kermanshah and neighboring provinces were obtained from the Iran Meteorological Organization. Three methods were used for calculation and zoning of ETo, based on Penman and Penman-Monteith equations. In the first and second methods, the meteorological data were interpolated and then ETo was calculated using the interpolated data, while in the third method the point estimation of ETo (weather stations) were interpolated. For the purpose of interpolation, the CGMS software was used in a gridded network of 366 cells with 10 × 10 km size. The results showed that there exist a significant spatial variations ETo across the province. In general, in the western regions of the province, with higher temperature and lower altitude, higher values of ETo was observed. The ETo estimations based on Penman-Monteith method were higher than Penman method. Although the ETo values presented in the Iran National Water Document are calculated by the Penman-Monteith equation, but obtained amount for plain regions of the province are more consistent with Penman- equation estimations.

    Keywords: CGMS, evapotranspiration, Geostatistics, Interpolation, Penman-Monteith
  • سمیرا بیاتی، خدایار عبدالهی*
    یک شبکه باران سنجی بهینه برآورد واقع گرایانه ای از میانگین یا پراکنش بارش نقطه ای حوزه آبخیز دارد. گرچه افزایش تراکم شبکه باران سنجی موجب کاهش خطای برآورد می گردد اما تعداد ایستگاه های بیشتر به معنای هزینه نصب و نظارت بیشتر است. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی وضعیت ایستگاه های باران سنجی استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از روش های زمین آمار و تیوری آنتروپی است. بدین منظور وضعیت آماری ایستگاه های این استان مطالعه و دوره آماری 1379 تا 1395 به عنوان پایه زمانی مشترک انتخاب و همگنی، وجود روند در سری زمانی داده ها و کفایت تعداد باران سنج ها در شبکه باران سنجی بررسی شد. سپس با استفاده از روش کریجینگ، نقشه های درون یابی بارش سالانه و خطای استاندارد آن ها در دوره موردمطالعه تهیه و سهم هر ایستگاه در کاهش یا افزایش خطا در شبکه باران سنجی با حذف هر ایستگاه بررسی شد. با استفاده از مفهوم آنتروپی، کارایی شبکه باران سنجی منطقه موردمطالعه ارزیابی و مقادیر شاخص های آنتروپی محاسبه گردید. در نهایت ارزش و اهمیت ایستگاه های باران سنجی با استفاده از شاخص اطلاعات خالص تبادلی سنجیده شد. نتایج این مطالعه، همگنی داده ها و عدم وجود روند معنی دار در سری داده ها را نشان داد. نتایج محاسبه خطای کریجینگ نشان داد که با حذف ایستگاه آب ترکی مقدار خطا 03/0 و با حذف هریک از ایستگاه های شهرکرد، بروجن و بارز مقدار خطا 01/0 افزایش می یابد، لذا از اهمیت بالاتری نسبت به سایر ایستگاه ها برخوردارند. طبق نتایج شاخص اطلاعات خالص تبادلی ایستگاه های بارده، بره مرده و دزک آباد به ترتیب با رتبه های 1 تا 3 دارای انتقال و دریافت اطلاعات و ارزش حفظ بیشتری نسبت به سایر ایستگاه ها بودند.
    کلید واژگان: انتقال اطلاعات، بارش سالانه، درون یابی، زمین آمار، شبکه باران سنجی
    S. Bayati, Kh. Abdollahi *
    Introduction
    Rainfall data are required for planning, designing, developing and managing water resources projects as well as hydrological studies. Some previous studies have suggested increasing the density of the rain gauge network to reduce the estimation error. However, more operational stations require more installation costs and monitoring. Some common techniques including statistical methods, spatial interpolation, information-based theory and combination are used to evaluate and design the network. Chaharmahal va Bakhtiari province is a mountainous region; hence, a denser rainfall network is expected in this mountainous environment. The aim of this study was to evaluate the condition of rain gauge stations in Chaharmahal va Bakhtiari province using two approaches, i.e. geostatistical methods and entropy theory.
    Materials and Methods
    The main required data set for this study is a time series of rainfall data. These data were collected on a daily scale from the Regional Water Company of Chaharmahal va Bakhtiari. After performing statistical tests, the annual data series was prepared for 46 rain gauge stations. A statistical period of 2000 to 2016 was used. The homogeneity of data was investigated by double mass test and histogram drawing methods using Excel and SPSS software, and the existence of trend in the time series of data was investigated by applying a Spearman test. Then, the adequacy of rain gauges in the gauging network was investigated. Annual rainfall interpolation maps and their standard error maps were prepared using the kriging method. Contribution of each station in reducing or increasing the error in the rain gauge network was investigated by removing each station in a cross validation procedure. The efficiency of the rain gauge network was evaluated using the concept of discrete entropy and the values of entropy indices. The value of keeping the rain gauge stations was determined using the net exchange information index.
    Results and Discussion
    There was no homogeneity problem and significant trend in the data series. Considering the permissible error percentage of 5%, there is a need to add 15 new rain gauge stations to the network. To apply the geostatistical method, we applied it once without deleting any station; then, the kriging interpolation error was calculated for the precipitation data. Then, only one station was removed at each stage, and both the error and the contribution of each station in increasing or decreasing the error compared to the case without Station deletion were obtained. The results indicated that Ab-Turki, Shahrekord, Borujen and Barez stations were more important than other stations. Two stations namely Chaman-Goli and Ben stations can also be considered as the influential stations in error due to the density of stations in the region and error maps. Similarly, the results of the entropy theory method were found effective in evaluating the design of the rain gauge network. The highest value of H(x) was observed in the data of Armand station (3.26) and the lowest value was observed in Abbasabad station (2.28). Since H(x) shows the uncertainty of measuring data, the maximum and minimum uncertainty were found for Armand and Abbasabad sites, respectively. Based on the Net Exchange Information Index, Bardeh, Bareh Mardeh and Dezkabad stations were ranked 1 to 3, respectively, indicating that they transmit and receive more information than other stations. On the other hand, a number of stations including Dorak anari, Abtorki and Chelo stations had the lowest values.
    Conclusion
    Due to the vast extent of the area and also considering the permissible error percentage of 5%, the number of the stations in this area was found to be insufficient. Thus, although calculating the kriging error maps showed that some stations do not have a significant share in increasing the error, removing the stations is not recommendable. Regarding the new stations, new 15 rain gauge stations are needed to check out the error maps. According to the field observations, the higher priority should be given to the northwestern area (which had the largest interpolation error) in the first place. For the regions with lower error, such as northeast, east, southeast, west and southwest that do not have rain gauge stations, additional rain gauge stations should be constructed.
    Keywords: annual rainfall, Geostatistical, Information transfer, Interpolation, Rain gauge network
  • رضا دهشیبی*، فاطمه شیرزادی، عباس خاشعی سیوکی

    شبیه سازی در جریان آبهای زیرزمینی مصارف کشاورزی و دسترسی به آبهای زیرزمینی با کیفیت بالا از اهمیت بسزایی برخوردار است. در بسیاری از کشورهای خشک جهان و به خصوص ایران، اصلی ترین منبع تامین آب، ذخایر آب زیرزمینی است. این پژوهش، با بهره گیری از تحلیل های زمین آمار، به بررسی اثرات زیست محیطی عناصر سنگین معدن سنگ آهن گل گلهر سیرجان، پرداخته است. بدین منظور عناصر فلزات سنگین (آهن، مس، کروم، کادمیم، آنتیموان، آرسنیک)، از 115 نمونه آب زیرزمینی نمونه برداری شدند. سپس با رسم نمودار هیستوگرام به بررسی آمار مقدماتی و اطلاعات اکتشافی - مکانی حاصل از داده های منطقه مورد مطالعه پرداخته شد. نیم تغییر نمای تجربی هریک از پارامترها با استفاده از نرم افزار isatis محاسبه شد و با مدل های گاوسین، کروی، خطی و نمایی، برازش داده شد. بعد از انجام واریوگرفی، شبیه سازی گاوسی متوالی در مدل بلوکی تهیه شده در منطقه مورد مطالعه در 100 مرتبه انجام و نقشه حاصل از شبیه سازی گاوسی هر یک از متغیرهای مذکور تهیه شد. علاوه بر بررسی پیوستگی مکانی متغیرها، نقشه احتمال و عدم قطعیت، طبق استاندارد آب آشامیدنی EPA تهیه و نقاطی که در آن غلظت فلزات سنگین در حد مجاز آب آشامیدنی و یا بیشتر از حد آستانه مجاز بود، مشخص شد. نتایج صحت سنجی درانتها با نتایج حاصل از شبیه سازی و مقادیراصلی مقایسه شد. نتایج مطالعات نشان داد که بیشترین خطر آلودگی فلزات سنگین آهن، مس، آرسنیک و کروم، طبق استاندارد آب آشامیدنی EPA، مربوط به مناطق معدنی سنگ آهن گل گهر، و چاه دراز، در کفه نمک خیرآباد و منطقه قطاربنه است. همچنین نتایج بررسی ها بر روی عنصرآنتیموان نشان داد، بخش عمده ای از منابع آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه آلوده، به این عنصر است و براساس حد مجاز EPA قابل شرب نیستند. آبهای زیرزمینی در نقاط KH1،KH2، KH3 و CHD20 بیشترین غلظت کادمیم را داشتند که نقشه های احتمال هریک ازعناصر تهیه شد.

    کلید واژگان: درون یابی، زمین آمار، شبیه سازی گاوسی، فلزات سنگین، کیفیت آب
    Reza Deshibi *, Fatemeh Shirzadi, Abbas Khashei Siuki

    Simulation in groundwater flow is important for agricultural use and access to high quality groundwater.In many arid countries of the world, especially Iran, the main source of water supply is groundwater reserves.This study, using geostatistical analyzes, has investigated the environmental effects of heavy elements of Gol Gohar Goljan iron ore mine in Sirjan.For this purpose, heavy metal elements (iron, copper, chromium, cadmium, antimony, arsenic) were sampled from 115 groundwater samples.Then, by drawing a histogram, preliminary statistics and exploratory-spatial information obtained from the data of the study area were examined.The experimental half-change of each parameter was calculated using isatis software and fitted with Gaussian, spherical, linear and exponential models.After variography, Gaussian simulation in a block model prepared in the study area was performed 100 times and the map obtained from Gaussian simulation of each of the mentioned variables was prepared. In addition to examining the spatial coherence of the variables, the probability and uncertainty map was prepared according to the EPA drinking water standard and the points where the concentration of heavy metals was within the allowable drinking water limit or above the threshold were determined. The validation results were finally compared with the simulation results and the original values. The results of the studies showed that the highest risk of contamination of heavy metals iron, copper, arsenic and chromium, according to the EPA drinking water standard, is related to Gol Gohar iron ore mineral areas and long wells in Kefahnamak, Khairabad and Qatarbaneh area. Also, the results of studies on the element antimony showed that most of the groundwater resources in the study area are contaminated with this element and are not drinkable according to the EPA limit. Groundwater at points KH1, KH2, KH3 and CHD20 had the highest concentration of cadmium, and probability maps of each element were prepared.

    Keywords: Interpolation, Statistical context, Gaussian simulation, heavy metals, Water Quality
  • عاطفه صیادی شهرکی*، سعید برومندنسب، عبدعلی ناصری، امیر سلطانی محمدی

    مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی مستلزم در دست داشتن مشخصات صحیح مربوط به ویژگیهای سفره آب زیرزمینی، توزیع فضایی مشخصات آن و عمق پیوسته سطح ایستابی و نوسانات آن می باشد. از اساسی ترین موارد در مدیریت کمی منابع آب زیرزمینی تخمین سطح آب با استفاده از داده های برداشت شده از شبکه چاه های مشاهده ای می باشد. در این پژوهش از روش های هوش مصنوعی، کریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله با ورودی های تبخیر و تعرق، دمای هوا، بارش و موقعیت جغرافیایی، برای شبیه سازی عمق آب زیرزمینی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی استفاده گردید. نتایج نشان داد بالاترین دقت شبیه سازی عمق آب زیرزمینی در کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی، مربوط به مدل هوشمند شبکه عصبی مصنوعی، با بیشترین مقدار شاخص R2 (92/0) و کم ترین مقدار RMSE وMAE (25/1 و 74/1) می باشد. هم چنین در بین مدل های کریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله، دقت شبیه سازی مدل کریجینگ بیش تر از مدل وزن دهی معکوس فاصله بود. با توجه به دقت قابل قبول نتایج مدل های ارایه شده، برنامه ریزان می توانند از طریق به روز کردن داده های این مدل ها، از آن ها به عنوان یک مدل بهینه برای پایش نوسانات آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه و برنامه ریزی در مورد میزان بهره برداری از سفره، استفاده کنند.

    کلید واژگان: زمین آمار، شبکه عصبی مصنوعی، عمق آب زیرزمینی، وزن دهی معکوس فاصله
    Saeed Boroomand Nasab, AbdAli Naseri, Amir Soltani Mohammadi

    Successful management of groundwater resources using numerical models requires knowledge of spatial distribution of hydraulic heads and it's fluctuation, aquifer parameters and other input data. One of the most basical issues in groundwater resources management is the estimation of water table from observation well network data. In this study, three methods of artificial intelligence, geostatistics (Kriging) and IDW with evapotranspiration, air temperature, precipitation and geographic inputs were used to simulate the depth of groundwater Salman Farsi Sugarcane Plantation. The results showed that the highest simulation accuracy of groundwater depth in Salman Farsi Sugarcane Plantation was related to the artificial neural network model with the highest R2 (0/92) index and lowest RMSE and MAE (1.25 and 1.74) values. Also, among the Kriging and IDW models used, the accuracy of the Kriging model was more than the IDW model. Due to the acceptable accuracy of the results of the presented models, the water resource planner and decision maker in this field can apply this optimum interpolated groundwater depth to monitoring the spatiotemporal fluctuation of groundwater depth in this area by updating it's data.

    Keywords: Artificial neural network, Geostatistics, Groundwater depth, IDW
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