Locating Areas Suitable for Groundwater Artificial Recharge with Fuzzy Model (Case Study, Lorestan Province)

Document Type : Original Article

Authors

1 lorestan

2 دانشگاه گلستان

3 LORESTAN

Abstract

Iran is a dry land with very little rainfall. The average rainfall in Iran is less than a third of the global average. Nowadays, with the increase in population and the subsequent increase in demand for food, the utilization of water resources, and in particular groundwater resources, is considerably increased. Currently the amount of groundwater resources exploitation exceeds its supply and so the lack of groundwater resources should be compensated. The purpose of this study was to locate zones suitable for the artificial recharge of the aquifers with a case study for Lorestan Province. For this purpose, AHP was employed as an efficient techniques and comprehensive system designed for multiple criteria decision-making. Required layers such as the slope, soil and geological structure, land use, rainfall, distribution of Quaternary alluvial and satellite imagery of the area was prepared. Then GIS software was used to overlay the layers and information and with use of Fuzzy logic, distinguishing suitable sites for artificial recharge of groundwater and the flood spreading. Based on the results, form the total area of ​​the province (28294 km²), about 9258.36 km² (32.5%) are suitable for the design of artificial recharge and 5926.36 km² (about 21%) can be considered for flood spreading. Finally, the integration of the two resulting maps led to suitable sites for artificial recharge and flood spreading as about 7682.21 km² (21.79%). Therefore, GIS models are a powerful tool to locate artificial recharge and flood plain sites, because of their ability for analysis of large geographical data and prioritization of scientific decisions.

Keywords


 
احمدپور، ا.، حبیبی، ک.، محمدزهرائی، س.، و نظری عدلی، س.، (1386)، "استفاده از الگوریتم­های فازی و GIS برای مکان‎یابی تجهیزات شهری مطالعه موردی محل دفن زباله شهر بابلسر"، محیطشناسی، 33 (42)، 31-42.
باقری دادوکلایی، ا.، محمدولی سامانی، ج.، و سروریان، ج.، (1396)، "تعیین بهترین مکان برای اجرای طرح حوضچه‎های تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی با استفاده از دو روش بولین و AHP"، فصلنامه علمی تخصصی مهندسی و مدیریت ساخت، 2(1)، 12-16
بذرافشان، ا.م.، علیایی، م.، و غلامی، ح .، (1395)، "مقایسه روش‌های تلفیقی در شناسایی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب در دشت‌های ساحلی جنوب ایران (مطالعه موردی: دشت سرخون، استان هرمزگان)"، مجله علمی ترویجی سامانه­های سطوح آبگیر باران، 4(4)، 43-56.
بیز، ژانف، لوسیون، بورگه، و ژاک، لومان، (1369)، تغذیه مصنوعی سفره­های آب زیرزمینی، ترجمه جلال حیدرپور، مرکز نشر دانشگاهی، تهران.
حکمت­پور، م.، فیض­نیا، س.، احمدی، ح.، و خلیل پور، ا.،  (1386)، "پهنه‎بندی مناطق مناسب برای تغذیه مصنوعی دشت ورامین به ­کمک GIS و سامانه پشتیبانی تصمیم‎گیری DSS"، مجله محیط شناسی، 42، 1-8.
خواجه‎الدین، ج.، مهدوی، ر.، پور­منافی، س.، سفیانیان، ع.، کریم زاده، ح.، و سلطانی، س.،  (1385)، گزارش نهایی پروژه تعیین رویشگاه گونههای چوبی صنعتی و نیمهصنعتی مناطق نیمهخشک مدیترانه در استان چهارمحال و بختیاری، شورای پژوهش‎های علمی کشور، برنامه ملی تحقیقات، پروژه پژوهشی ویژه توسعه کشور (توتک).
رامشت، م.ح.، و عرب‎عامری، ع.، (1392)، "پهنه‎بندی حوضه آبخیز بیاضیه به‎منظور تغذیه مصنوعی آب‎های زیرزمینی با استفاده از روش AHP"، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامهریزی، (45) 17، 69-96.
رمضانی مهریان، م.، ملک محمدی، ب.، جعفری، ح.ر.، و رفیعی، ی.، (1390)، "مکان‎یابی محل‎های انجام تغذیه مصنوعی آب‎های زیرزمینی با به‎کارگیری روش‎های تصمیم‎گیری چندمعیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی"، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری، 14، 1-10.
علی‎محمدی، ش .،  (1385)، "مکان‎یابی پارک­های شهری با استفاده از GIS"، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه اصفهان.
علیزاده، ا .، (1385)، اصول هیدورلوژی کاربردی، چاپ هجدهم، دانشگاه امام رضا، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد.
قهاری، غ .، و پاکپرور، م .، (1386)، "بررسی تاثیر استحصال و پخش سیلاب بر منابع آب زیرزمینی دشت گربایگان"، فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 14، 368-390.
کردوانی، پ .، (1384)، منابع و مسائل آب ایران، چاپ هشتم، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
کوره­پزان، ا .، (1387)، اصولتئوریمجموعه­هایفازیوکاربردهایآندرمدل­سازیمسایلمهندسیآب، انتشارات جهاد دانشگاهی، واحد صنعتی امیر کبیر، 2، 261.
مروتی، م.، منوری، م .، ­فرشچی، پ.، حسنی، ا.ح.، و روستا، ز.، (1387)، "طرح تغذیه مصنوعی آبخوان­هافصلنامه انسان و محیطزیست، 18، 68-76.
مهدوی، ر.، عابدی کوپاپی، ج.، ­رضایی، م.، و عبدالحسینی، م.، (1383)، "مکان‎یابی محل‎های مناسب تغذیه مصنوعی منابع آب زیرزمینی از طریق GIS"، دومین کنفرانس ملی منابع آب و خاک، دانشگاه تبریز، 23 تا 24 اردبیهشت.
مهدوی، ع.، و اخوان، س.، (1397)، "مکان‌یابی و اولویت‌بندی مناطق مستعد تغذیه ‌مصنوعی آب‌‌های زیرزمینی براساس منطق بولین، روش هم‌پوشانی و منطق فازی"، 5(12)، 1253-1265.
Bonham Carter, G.F., (1996), Geographic Information Systems for geosciences, modeling With GIS, Ontario, Canada: Pergamon, Love Printing Service Ltd.
Chenini, I., Ben Mammou, A. and El-May, M., (2009), “Groundwater recharge zone mapping using GIS-based Multi-Criteria Analysis: A case study in Central Tunisia (Maknassy Basin)”, Water Resources Management, 24, 921-939.
Ghayoumian, J., Mohseni Saravi, M., Feiznia, S., Nouri, B., and Malekian, A., (2007), “Application of GIS techniques to determine areas most suitable for artificial groundwater recharge in a coastal aquifer in southern Iran”, Journal of Asian Earth Science, 30(2), 346-374.
Hissen, H.F., Lee, C.H., Hsu, K.C., and Chang, P.H., (2008), “GIS for assessment of the groundwater recharge potential zone”, Environmental Geology, 58(1), 185-195.
Hubbell, D.C., Cardner, L., (1994), “Some edaphic and ecological effects of water spreading on range lands”, Ecology, 25(1), 27-44.
Lee, A.H.I., Chen, W.C., and Chang, C.J., (2008), “A fuzzy AHP and BSC approach for evaluating performance of IT department in the manufacturing industry in Taiwan”, Expert Systems with Applications, 34(1), 96-107
Mahdavi, R., Abedi-Koopaei, J., Rezaei, M., and Abdolhosaini, M., (2004), “Identifying suitable sites of ground water recharge based on RS and GIS”, 2nd Student National Conference of Soil and Water Resources, Department of Agriculture, University of Shiraz, pp. 28-39.
Mosavi, S., Chitsazan, M., and Mirzaei, Y., (2008), “Groundwater recharge equal zone determination with Remote Sensing and GIS technology: Case study: South of Izeh City”, 12th Conference of Geological Society of Iran, pp. 345-350.
Sargaonkar, A., Rathi, B., and Baile, A., (2010), “Identifying potential sites for artificial groundwater recharge in sub-watershed of River Kanhan, India”, Environmental Earth Sciences, 62(5), 1099-1108.
Sekar, I., and Radhir, I.O., (2007), “Spatial assessment of conjunctive water harvesting potential in watershed systems”, Hydrology, 334, 39-52.