پهنه‌بندی مناطق با پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از تکنیک‌های MIF و سنجش از دور در یک منطقه تولید کشاورزی: کاریزات تهسیل، منطقه پشین پاکستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Centre of Agriculture and Bioscience International, (CABI), Quetta, Balochistan

2 Departmney of Geography University of Balochistan Quetta

3 Department of Geography and Regional Planning, University of Balochistan, Pakistan

چکیده

زمینه پژوهش: آب‌های زیرزمینی به‌عنوان مهم‌ترین منبع تأمین آب شیرین در کره زمین، نقشی حیاتی در پاسخگویی به نیازهای صنعتی، کشاورزی و مسکونی ایفا می‌کنند. با این حال، ذخایر محدود آب زیرزمینی در پاکستان به دلیل افزایش سریع جمعیت و گسترش بخش کشاورزی، تحت فشار شدیدی قرار گرفته است.
اهداف پژوهش: هدف اصلی این مطالعه، بهره‌گیری از ابزارهای زمین‌مکانی (Geospatial) جهت شناسایی مناطق دارای پتانسیل آب زیرزمینی (GWPZs) در یکی از مناطق کشاورزی پربازده پاکستان بود. اهداف اختصاصی این پژوهش شامل طبقه‌بندی منطقه بر اساس پتانسیل آب زیرزمینی و ارزیابی متغیرهای مؤثر بر حضور و تداوم آب‌های زیرزمینی می‌باشد.
روش‌شناسی: در این تحقیق، از نرم‌افزار ArcGIS 10.8 جهت تلفیق تحلیل‌های زمین‌مکانی با روش «عوامل چنداثرگذار» (MIF) استفاده شد. هفت لایه موضوعی شامل: زمین‌شناسی، نوع خاک، شیب، بارندگی، تراکم خط‌واره (Lineament Density)، تراکم شبکه زهکشی (Drainage Density) و کاربری اراضی/پوشش زمین (LULC)، به‌عنوان عوامل اصلی مؤثر بر میزان در دسترس بودن آب زیرزمینی انتخاب شدند. در نهایت، این عوامل با استفاده از روش «تحلیل هم‌پوشانی وزنی» (Weighted Overlay Analysis) جهت تولید نقشه مناطق پتانسیل آب زیرزمینی با یکدیگر ترکیب شدند.
یافته‌ها: بر اساس توزیع مکانی، سه منطقه اصلی از نظر پتانسیل آب زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه شناسایی شد: پتانسیل بالا، پتانسیل کم و پتانسیل بسیار کم. نتایج نشان داد که بیش از ۳۱۵ کیلومتر مربع از اراضی در منطقه با پتانسیل بالا، ۱۱۸۱ کیلومتر مربع در منطقه با پتانسیل کم و ۳۰ کیلومتر مربع در منطقه با پتانسیل بسیار کم قرار دارند. این یافته‌ها نشان‌دهنده تغییرات جغرافیایی در میزان ذخایر آب زیرزمینی در پهنه پژوهش است.
نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می‌دهد که استفاده از روش MIF در کنار تکنیک‌های GIS و سنجش از دور، روشی قابل‌اعتماد و کارآمد برای شناسایی مناطق پتانسیل‌دار آب زیرزمینی ارائه می‌دهد. نتایج حاصله می‌تواند به برنامه‌ریزان، سیاست‌گذاران و مدیران منابع آب در جهت توسعه و مدیریت پایدار آب‌های زیرزمینی، به‌ویژه در مناطق با بحران فزاینده کم‌آبی، کمک نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Delineation of Groundwater Potential Zones Mapping Using MIF and Remote Sensing Techniques in an Agricultural Production Area Karezat Tehsil, District Pashin of Pakistan

نویسندگان [English]

  • Abdul Basit 1
  • Asma Khan Kakar 2
  • Nadia Shahzada 3
  • Niamat Ullah 3
1 Centre of Agriculture and Bioscience International, (CABI), Quetta, Balochistan
2 Department of Geography University of Balochistan Quetta
3 Department of Geography and Regional Planning, University of Balochistan, Pakistan
چکیده [English]

Background: The most important supply of freshwater on Earth, groundwater is essential for meeting industrial, agricultural, and residential demands. Pakistan's limited groundwater supplies are under tremendous strain due to the country's fast population increase and agricultural expansion.
Objectives: This study's principal goal was to use geospatial tools to identify groundwater potential zones (GWPZs) in a Pakistani agriculturally productive area. The study's objectives were to classify the region according to its groundwater potential and evaluate the variables affecting groundwater occurrence.
Methodology: The study used ArcGIS 10.8 software to integrate geospatial analysis with the Multi-Influencing Factor (MIF) technique. Geology, soil type, slope, rainfall, lineament density, drainage density, and land use/land cover (LULC) were the seven thematic layers that were chosen as the main factors affecting groundwater availability. These factors were combined using weighted overlay analysis to create a map of the groundwater potential zone.
Results: There are three main groundwater potential zones in the study area: high, poor, and very poor. A little over 315 km² of the land was found to be in the high potential zone, 1181 km² in the low potential zone, and 30 km² in the extremely poor potential zone, according to the spatial distribution. The findings demonstrate how the groundwater supply varies geographically throughout the research area.
Conclusion: The study shows that using the MIF method in conjunction with GIS and remote sensing techniques offers a dependable and effective way to identify possible groundwater zones. The results can help planners, legislators, and managers of water resources develop and manage groundwater sustainably, especially in areas where water shortage is growing.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi Influencing Factor
  • Groundwater Potential Zones
  • Hydrology
  • GIS
  • Remote Sensing
  • Groundwater

مراجع

Achu, A., Reghunath, R., & Thomas, J. (2020). Mapping of groundwater recharge potential zones and identification of suitable site-specific recharge mechanisms in a tropical river basin. J Earth Systems Environment, 4(1), 131-145.
Aftab, S. M., Siddiqui, R. H., & Farooqui, M. A. (2018). Strategies to Manage Aquifer Recharge in Balochistan, Pakistan: An Overview. Paper presented at the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
Akhtar, M. M., Mohammad, A. D., Ehsan, M., Akhtar, R., ur Rehman, J., & Manzoor, Z. (2021). Water resources of Balochistan, Pakistan—a review. J Arabian Journal of Geosciences, 14(4), 289.
Anbarasu, S., Brindha, K., & Elango, L. (2020). Multi-influencing factor method for delineation of groundwater potential zones using remote sensing and GIS techniques in the western part of Perambalur district, southern India. J Earth Science Informatics, 13(2), 317-332.
Arsiso, B. K., Tsidu, G. M., Stoffberg, G. H., & Tadesse, T. (2017). Climate change and population growth impacts on surface water supply and demand of Addis Ababa, Ethiopia. J Climate Risk Management, 18, 21-33.
Bhattacharya, S., Das, S., Das, S., Kalashetty, M., & Warghat, S. R. (2021). An integrated approach for mapping groundwater potential applying geospatial and MIF techniques in the semiarid region. J Environment, development sustainability, 23(1), 495-510.
Díaz-Alcaide, S., & Martínez-Santos, P. (2019). Advances in groundwater potential mapping. J Hydrogeology Journal, 27(7), 2307-2324.
Ehsan, M., Shabbir, H., Al-Quraishi, A. M. F., Al-Ansari, N., Ahmad, Z., Abdelrahman, K., . . . Elbeltagi, A. (2024). Groundwater delineation for sustainable improvement and development aided by GIS, AHP, and MIF techniques. J Applied Water Science, 14(2), 23.
Fagbohun, B. J. (2018). Integrating GIS and multi-influencing factor technique for delineation of potential groundwater recharge zones in parts of Ilesha schist belt, southwestern Nigeria. J Environmental Earth Sciences, 77(3), 69.
Fleming, S. W. (2019). Where the river flows: scientific reflections on Earth's waterways: Princeton University Press.
Hussein, A.-A., Govindu, V., & Nigusse, A. G. M. (2017). Evaluation of groundwater potential using geospatial techniques. J Applied Water Science, 7(5), 2447-2461.
Kakar, Z., Khair, S. M., Khan, M. Z., & Khan, M. A. (2016). Socio-economic impact of water scarcity on the economy of Pishin Lora Basin in Balochistan. J Journal of Applied Emerging Sciences, 5(2), pp90-96.
Khair, S. M., Rasheed, A., & Culas, R. (2021). Improving groundwater management to enhance agriculture and farming livelihoods: Socio-economic analysis of groundwater resource management for Balochistan, Pakistan.
Kodihal, S., & Akhtar, M. (2024). Sustainable groundwater recharge potential zone identification: an AHP-OWA approach integrating future rainfall and land-use projections. J Water Resources Management, 38(3), 1079-1098.
Masood, A., Tariq, M. A. U. R., Hashmi, M. Z. U. R., Waseem, M., Sarwar, M. K., Ali, W., . . . Ng, A. W. (2022). An overview of groundwater monitoring through point-to satellite-based techniques. J Water, 14(4), 565.
Mbamalu, M. N. (2024). Intergrated Remote Sensing and GIS Based Approach for Aquifer zone Detection: A Case Study of Garaku, Nasarawa State. AUST,
Mishra, R. K. (2023). Fresh water availability and its global challenge. J British Journal of Multidisciplinary Advanced Studies, 4(3), 1-78.
Naiman, R. J., & Dudgeon, D. (2011). Global alteration of freshwaters: influences on human and environmental well-being. J Ecological research, 26(5), 865-873.
Nazir, J., Ali, M., Sarwar, A., Khan, S., Rehman, K., Fahim, B., & Iqbal, B. (2024). Delineation and validation of GIS-based groundwater potential zones under arid to semi-arid environment using multi-influence-factors approach. J Geology, Ecology, Landscapes, 1-17.
Owuor, S. O., Butterbach-Bahl, K., Guzha, A. C., Rufino, M. C., Pelster, D. E., Díaz-Pinés, E., & Breuer, L. (2016). Groundwater recharge rates and surface runoff response to land use and land cover changes in semi-arid environments. J Ecological processes, 5(1), 16.
Priyan, K., & region, p. i. t. s.-a. (2021). Issues and challenges of groundwater and surface water management in semi-arid regions. J Groundwater resources development, 1-17.
Saiz-Rubio, V., & Rovira-Más, F. (2020). From smart farming towards agriculture 5.0: A review on crop data management. J Agronomy, 10(2), 207.
Scanlon, B. R., Fakhreddine, S., Rateb, A., de Graaf, I., Famiglietti, J., Gleeson, T., . . . Kolusu, S. R. (2023). Global water resources and the role of groundwater in a resilient water future. J Nature Reviews Earth Environment, 4(2), 87-101.
Seelan, S. K. (2015). Groundwater Targeting Using Remote Sensing. In Remote Sensing Handbook, Volume V (pp. 65-109): CRC Press.
Shah, T. (2014). Groundwater governance and irrigated agriculture: Global Water Partnership (GWP) Stockholm, Sweden.
Shaikh, M., & Birajdar, F. (2024). Advancements in remote sensing and GIS for sustainable groundwater monitoring: applications, challenges, and future directions. J International Journal of Research in Engineering, Science Management, 7(3), 16-24.
Siegel, F. R. (2021). Global Warming and Water 2050: More People, Yes; Less Ice, Yes; More Water, Yes; More Fresh Water, Probably; More Accessible Fresh Water? In The Earth’s Human Carrying Capacity: Limitations Assessed, Solutions Proposed (pp. 71-85): Springer.
Suryawanshi, S. L., Singh, P. K., Kothari, M., Singh, M., Yadav, K. K., & Gupta, T. (2023). Spatial and decision-making approaches for identifying groundwater potential zones: a review. J Environmental Earth Sciences, 82(20), 463.
Tiwari, G., & Shukla, J. J. I. J. R. S. G. (2015). A review on remote sensing and GIS techniques in water resource development and management with special reference to groundwater. 4(1), 1-7.
Usman, M., Abbas, A., & Saqib, Z. A. (2016). Conjunctive use of water and its management for enhanced productivity of major crops across tertiary canal irrigation system of Indus Basin in Pakistan. J Pakistan Journal of Agricultural Sciences, 53(1).
Wagner, P. D., Bhallamudi, S. M., Narasimhan, B., Kumar, S., Fohrer, N., & Fiener, P. (2019). Comparing the effects of dynamic versus static representations of land use change in hydrologic impact assessments. J Environmental Modelling Software, 122, 103987.
Westall, F., & Brack, A. (2018). The importance of water for life. J Space Science Reviews, 214(2), 50.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار