مکان یابی محل احداث بندهای زیرزمینی با استفاده از سامانه پشتیبانی تصمیم(DSS) در شمال غرب استان کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه رازی

2 اداره منابع طبیعی استان کرمانشاه

چکیده

چکیده:
مهار آب‌های زیر سطحی درون رسوبات دانه درشت آبرفتی بستر دره‌ها و مسیل‌ها یک راهکار مناسب در تامین و توسعه منابع آبی در مقیاس کوچک محسوب می‌شود. احداث بندهای زیرزمینی از جمله روش‌های مهم و مورد توجه مهار این آبها محسوب می‌شود. مکان یابی درست و سریع این نوع از بندها بر اساس معیارهای منتخب نقش مهمی در موفقیت مهار آب‌های زیرسطحی دارد. هدف از تحقیق حاضر شناسایی و تعیین مناطق مناسب احداث بندهای زیرزمینی در شمال‌غرب استان کرمانشاه می‌باشد. منطقه مذکور به علت واقع شدن در مسیر بادهای غربی دارای بارش نسبتا مناسب در فصول مرطوب سال می‌باشد. اما با فرا رسیدن فصل خشک و افزایش نیاز آبی، منطقه با کمبود آب مواجه می‌شود. این کمبود باعث سخت شدن شرایط زندگی برای ساکنین منطقه شده است. تاثیر معیارهای متعدد در مکان‌یابی محل احداث بندهای زیرزمینی باعث دشوار و پیچیده شدن فرایند مکان‌یابی می‌شود. در این تحقیق با توجه به شرایط محلی منطقه مورد مطالعه لایه‌ها و داده‌های موثر در تعیین محل بند زیرزمینی شامل مدل ارتفاعی رقومی با وضوح 5/12 متر، شیب 5-0 درصد، حریم عرضی و ارتفاعی آبراهه‌ها، کاربری اراضی(مسکونی و زراعی)، زمین شناسی با مقیاس1:100000، گسل‌ها، شیب لایه‌های زمین شناسی و ضخامت رسوبات آبرفتی تهیه و تولید شد. در ادامه با استفاده از روش سامانه پشتیبانی تصمیم(DSS)، تهیه پایگاه داده و استفاده از نرم افزار GIS با حذف مرحله به مرحله نقاط واقع در محل‌های نامناسب، 11 محل مناسب برای احداث بند زیرزمینی شناسایی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Locating the site of underground dams with decision support system (DSS) in North-West of Kermanshah province.

نویسندگان [English]

  • Behzad Miladi 1
  • Amjad Maleki 1
  • Mohammad Ahmadi 2
چکیده [English]

Introduction
One of the proper methods for utilizing water resources is the use of subsurface water in coarse gravel sediments by the construction of underground dams. Underground dam is a structure that blocks flow of subsurface water in alluvial deposits, which makes it easy to store water in porous layers and make the use of this water easier. Locating the site of underground dams requires extensive studies. The importance of locating due to impact of many criteria and factors such as hydrological and meteorological criteria, general geology, stratigraphic layering and permeability, topography, groundwater status and socio-economic factors. It takes a lot of time and money to study these factors using traditional methods. River grade, shape of the valley, volume of river runoff received, subsurface water quantity, depth of the bedrock to the surface of the earth, the high volume of alluvium in determining the location of the underground base are very important Locations with faults, spring and wells are inappropriate areas. The purpose of this research is identify suitable sites for construction of underground dams in the North-west of Kermanshah province as a region with appropriate rainfall in the wet season and abundant water requirement in dry season. In this research, with using decision support system (DSS) method, according to the factors and conditions in the study area, removal of step by step inappropriate places has been done. At the end, among appropriate sites, the suitable sites was determined. In this study, the thickness of sedimentary layers has been calculated using satellite images and trigonometric relationships with the least cost and credible accuracy. Using the drawing of altitudes and surface elevations buffer for streams, valleys with a standard width were identified.
Methodology
In the first stage of  this study, the digital elevation model (DEM) layer with 12M pixel size for study area was provide. Using it, areas with 0 to 5% slope classes were extracted and other areas were deleted. Using DEM and ARC INFO software, a layer of streams was created and overlaid with the slope layer. Streams with 0 to 5% bed slope were extracted. This new layer overlaid with the fault layer and the streams with fault in their beds were removed. It is economical to construct an underground dam in the local area of ​​the streams, with a maximum width and depth of the valley not more than 15 meters. For greater accuracy, a 60-meters surface buffer (30meters from the center of the stream to each side) was determined in the ARC GIS environment for the streams. Using ARC INFO software, a 15-meters altitude buffer was also drawn up for the streams. These two buffer were overlaid and the interleaved sites were extracted as appropriate valleys. For match the extraction points with the actual situation in the area, using the information layer of the villages, topographic maps and Google Earth software extraction points from the overlying surface of the elevation and surface were examined. In order to identify the sediment surface of the streams and their bedrock, extraction point sites overlaid with a 1: 1000000 geological layer of area and locations in inappropriate geological formations were removed for non-permeability. At the last stage, thickness of the sediments that were considered almost suitable at the field visit stage was calculated using the trigonometric relationships.
Results and discussion
Based on the initial result of overlaying of altitude and surface privacy (as an innovative operation), 257 locations were identified for the construction underground dams. Since this point of the sites is initial, based on local conditions, were examined. Using the topographic map of 1: 50000 area and villages of the region, points were evaluated. The point of a location located more than 500 meters from residential areas and agricultural lands was removed from the final map. Determination of the distance between the underground dams and residential areas depends on the topographic conditions.
Forzieri et al. (2008) considered up to 15 km distance in Mali and Haji Azizi et al. (1390) 5 km distance from residential areas. At the end of this stage, number of suitable locations dropped from 257 to 33. With overlaying of the layers of the appropriate points with geological map, from a total of 33 points, 5 points were eliminated due to presence of dissolved formations (limestone) and the lack of coarse grained sediment for water storage. At the field visit, total of 33 locations were evaluated and verified. In terms of proper valley width to construct underground dams, the accuracy of the whole point of the area was confirmed. Regarding the suitability of seasonal flows for the construction underground dams, in the field survey and survey of hydrometric station data in the region, 10 other points due to being in permanent rivers were eliminated from the total points. Alluvium thickness has a direct and large impact on the volume of water stored in the reservoir (Mohebi e Tafreshi et al., 2014). According to studies, the thickness of 5 to 20 meters of sediment is suitable for construction underground in the study area. So, calculating the thickness of the sediment, 6 other site points were removed due to the unsuitable thickness of the sediments.
Conclusion
Based on the results of this study, 11 suitable spot locations were determined. By constructing underground dams in these areas, it is possible to store sub-surface water from the rain that goes unused, and in dehydrated seasons for drinking, agricultural irrigation, and the creation of new agricultural lands Used. In field studies, at the foot some of slopes, there were a lot of gravel. If, in one place, all conditions for the construction underground dam without adequate thicknesses are provided, it is possible to carry these deposits to the desired location to provide a suitable reservoir for storing water in that location.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • underground dams
  • Locating
  • Decision support system
  • north-west of Kermanshah province
  • آقاملایی، ایمان؛ لشکری­پور، غلامرضا؛ غفوری، محمد؛ 1393،  بررسی فاکتورهای مؤثر در اجرای بندهای زیرزمینی مطالعه موردی: بند زیرزمینی میان­رود راور در استان کرمان، فصلنامه آبیاری و آب، شماره 17، صص 82-67.
  • اسمعلی عوری، اباذر؛ گلشن، محمد؛ خرمی، کیوان؛ 1395، اولویت­بندی محورهای مناسب برای احداث بند زیرزمینی در حوضة آبخیز دوست­بیگلو، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دورة 48، شماره 4، 659- 645.
  • پیرمرادی، رضا؛ نخعی، محمد؛ اسدیان، فریده؛ 1389، تعیین مناطق مناسب جهت احداث بند زیرزمینی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و تحلیل سلسله مراتبی، مطالعه موردی: دشت ملایر در استان همدان، فصلنامه جغرافیای طبیعی، شماره 8، صص 66-51.
  • جمعه منظری، رضا؛ براتی، رضا؛ 1394، مکان­یابی محل­های مناسب جهت احداث بند زیرزمینی، اولین کنگره ملی آبیاری و زهکشی ایران.
  • چزگی، جواد؛ مرادی، حمید رضا؛ خیرخواه، میرمسعود؛ 1389، مکان­یابی محل­های مناسب جهت احداث بند زیرزمینی با استفاده از روش تصمیم­گیری چند معیاره با تاکید بر منابع آب (مطالعه موردی غرب استان تهران(، علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شماره 13، صص 68-65.
  • چزگی، جواد؛ ملکی­نژاد، حسین؛ اختصاصی، محمد رضا؛ نخعی، محمد؛ 1394، اولویت­بندی مکان­های مناسب احداث سد زیرزمینی با استفاده از مدل­های تصمیم­گیری در مناطق خشک و نیمه­خشک، دو فصلنامه خشک بوم جلد 6، شماره 2، صص 95-84.
  • حاجی عزیزی، شیوا؛ خیرخواه زرکش، میرمسعود؛ شریفی، اسماعیل؛ 1390، انتخاب مکان مناسب احداث بند زیرزمینی با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبـی بـه دو روش مکانی و غیرمکانی (مطالعة موردی: حوضة پیشکوه شهرستان تفت استان یزد)، کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، شماره 2، صص 38-27.
  • حاجی عزیزی، محمد؛ رحمانی، محمود؛ بیگلری، نجف؛ 1393، تحلیل اجزای محدود سدهای زیرزمینی و نکات مهم در طراحی و اجرای آنها- مطالعه مورد سد زیرزمینی آبخوری در استان سمنان، مجله مدل سازی در مهندسی، شماره 38، صص 165-153.
  • حیدری، حسین؛ شهریاری، سهراب؛ 1390، مکان­یابی بند زیرزمینی در حوضه رودخانه گرماب(ایستگاه تحقیقات گلستان)، فصلنامه تحقیقات جغرافیای، شماره 100، صص 148-131.
  • خرمی، کیوان؛ وهاب زاده، قربان؛ سلیمانی، کریم؛ طلایی، رضا؛ 1393، تعیین مناطق مناسب بند زیرزمینی در حوضه آبخیز قره­سو، مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 6، شماره 2، صص 154-139.
  • خلیفه، محمد حسین؛ لشکری پور، غلامرضا؛ حسینی مرندی، حمید؛ 1392، ملزومات مطالعات ژئوتکنیکی و نقش آنها در احداث بند زیر­زمینی مطالعه موردی: بند زیرزمینی پسبند لامرد، هشتمین همایش انجمن زمین شناسی مهندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه فردوسی مشهد.
  • رامشت، محمد حسین؛ شاه­زیدی، سمیه سادات؛ 1390، کاربرد ژئومورفولوژی در برنامه­ریزی ملی، منطقه­ای، اقتصادی و توریسم، دانشگاه اصفهان.
  • رجایی، عبدالحمید؛ 1387، کاربرد ژئومورفولوژی در آمایش سرزمین و مدیریت محیط، نشر قومس، تهران.
  • فاضل­پور عقدایی، محمد رضا؛ زکی­ زاده، فریبا؛ دستورانی، محمد تقی؛ 1393، بررسی اقتصادی بند زیرزمینی( مطالعه موردی حوضه آبخیز میل سفید)، مجله ترویج و توسعه آبخیزداری، شماره 7، صص 7-1.
  • کردوانی، پرویز؛ کردپور، بختیار؛ 1391، استفاده بهینه ازمنابع آبی در ناحیه اورامانات(ذخیره باران)، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، شماره 35، صص 16-1.
  • کردی، رضوان؛ فرامرزی، مرزبان؛ کریمی، حاجی؛ گرایی، پرویز؛ یارمحمدی، احسان؛ 1395، مکان­یابی بندهای زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک غرب ایران(مطالعه موردی: مهران، استان ایلام)، پژوهش­نامه مدیریت حوضه آبخیز شماره 13، صص 172-164.
  • محبی تفرشی، امین؛ خیرخواه زرکش، امیرمسعود؛ محبی تفرشی، غزاله؛ 1393، استفاده از روش تلفیق GIS و تکنیکهای RS با سیستم پشتیبان تصمیم­گیری در مکان­یابی مناطق مناسب احداث بند زیرزمینی(مطالعه موردی استان قزوین(، علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شماره 26، صص 50-35.
  • مرکز آمار ایران؛ 1385، سالنامه آماری استان کرمانشاه، مرکز آمار ایران، تهران.
  • مرکز آمار ایران؛ 1390، سالنامه آماری استان کرمانشاه، مرکز آمار ایران، تهران.
  • مرکز آمار ایران؛ 1393، نتایج تفصیلی سرشماری عمومی کشاورزی استان کرمانشاه، مرکز آمار ایران، تهران.
  • ملکی، امجد؛ حصادی، همایون؛ نادریان، پروین؛ 1392، مکان­یابی تغذیه مصنوعی آبخوان حوضه آبریز مِرِگ، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 92، صص 53-78.
  • نوجوان، محمدرضا؛ جمالی، علی­اکبر؛ ناظری، زهرا؛ 1391، برهان خلف: مکان­یابی بندهای زیرزمینی، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، پیاپی 57، شماره 1، صص 66-53.
  • نیلسون، "سدهای زیرزمینی جهت تامین آب در مقیاس کوچک"، ترجمه گلمائی ،ح، انتشارات دانشگاه مازندران، چاپ 85 ، ص 94.
  • Aminnzadeh, Mehread. Ghasemi, Mojtaba. 2015. Identification Places Suitable Direction Building Dams Underground (Feasibility of underground dams), Science Journal (CSJ), Vol 36, No: 3, pp 2670-2685.
  • Ali, Salahaldin, S. Al-Umary, Foad A. Salar3, Sarkawt, G. Al-Ansari. Nadhir. Knutsson, Sven. 2014. Evaluation of Selected Site Location for Subsurface Dam Construction within Isayi Watershed Using GIS and RS Garmiyan Area, Kurdistan Region, Journal of Water Resource and Protection, vol 6, pp 972-987.
  • Archwichai, Laa. Mantapan, Kampanart.srisu,  Kriengsak. 2005. Approachability of Subsurface dams in the Northeast Thailand, International Conference on Geology, Geotechnology and Mineral Resources of Indochina, pp 149-155.
  • Dorfeshan, Farid. Heidarnejad , Mohammad. Bordbar, Amin. Daneshian, Hasan. 2014. Locating Suitable Sites for Construction of Underground Dams through Analytic Hierarchy Process, International Conference on Earth, Environment and Life science, pp 87-90.
  • Forzieri, Giovanni. Gardeni, Marco. Caparrini, Francesca. Castelli, Fabio. 2008.  A methodology for the preselection of suitable sites for surface and underground small dams in arid areas: A case study in the region of Kidal, Mali, Physics and Chemistry of the Earth, Vol 33, pp 74–85.
  • Foster, Stephen.Azvedo, Gabriel, Baltar, Alexandre. 2002. Subsurface Dams To Augment Groundwater Storage In Basement Terrain For Human Subsistence-Brazilian And Kenyan Experience, World Bank, Groundwater Management Advisory Team, No.5, pp 1-5.
  • Foster, S. Tuinhof, A. 2004. Sub surface dams to augment ground water so rage in basement for human subsistence Brazilian and Kenyan experience. World Bank, Groundwater Management Advisory Team, No 5.
  • Ghodrati, Mansoor. Ghazaryan , Sargis. 2013. Agriculture water supply in semi-arid zone by underground
  • dams, European Journal of Experimental Biology,Vol 3(3), pp 706-711.
  • Ghodrati, Mansoor. Ghazaryan , Sargis. 2013. Positioning underground reservoir by underground dams by using geoelectric method, Journal of Tethys: Vol. 1, No. 3,pp 199-204.
  • Jaaffar, H.H. 2015. Feasibility of groundwater recharge dam projects in arid environments, Journal of Hydrology 512 pp 16-22.
  • Jamali, I.A., B. Olofsson and U. Mörtberg. 2013. Locating suitable sites for the construction of subsurface dams using GIS. Environ. Earth Science, Vol 70, pp 2511-2525.
  • Nilsson, A. 1988. Ground water dam for small-scale water supply. Intermediate technology publication.
  • Onder, G. Yilmaz, H. 2005. Underground Dams A Tool of Sustainable Development and Management of Groundwater Resources, European Water, Vol 11/12, pp 35-45.
  • Ouerdachi, L. Boutaghane, H. Hafsi, R. Boulmaiz Tayeb, T. Bouzahar, F. 2012. Modeling of underground dams Application to planning in the semi arid areas (Biskra, Algeria). Energy procedia 18, pp 426-437.
  • 37-Taleghani, A.M. Talabakhsi, F. 2013. The Role of Geomorphology in Locating Underground Sandy Dams (Case Study: Gilan-e-Gharb), Desert, Vol 18, pp 145-152.
  • Telmer, K. Best, M.  2004. Underground dams, a practical solution for the water needs of small communities in semi-arid regions. Terrae,Vol 1, pp 63-65.
  • http://vertex.daac.asf.alaska.edu/#
  • http://kermanshah.isna.ir. kermanshah/fa/News.